KR20090123244A - Phase change memory device and write method thereof - Google Patents

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KR20090123244A
KR20090123244A KR1020080049221A KR20080049221A KR20090123244A KR 20090123244 A KR20090123244 A KR 20090123244A KR 1020080049221 A KR1020080049221 A KR 1020080049221A KR 20080049221 A KR20080049221 A KR 20080049221A KR 20090123244 A KR20090123244 A KR 20090123244A
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reset
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이정혁
이광진
하대원
정기태
강대환
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삼성전자주식회사
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Abstract

PURPOSE: A phase change memory device and a writing method thereof are provided to increase durability by preventing characteristic deterioration of a phase-change memory cell irrespective of repetitive writing of reset data. CONSTITUTION: It is determined whether write data to be written in a selected phase-change memory cell is set data or reset data(S10). Write data corresponding to the set data offers a pulse for writing the set data to the phase-change memory cell. A write operation of the set data having no write verification operation is performed(S50). Write data corresponding to the reset data performs a write-write verification loop. A level of a pulse corresponding to an initial reset status is offered at a level lower than a pulse for writing general reset data(S20). A write verification operation for the reset data is performed(S30). A pulse having a level increased more than a previously applied pulse is provided to the selected phase-change memory cell(S40).

Description

상 변화 메모리 장치 및 그것의 쓰기 방법{PHASE CHANGE MEMORY DEVICE AND WRITE METHOD THEREOF}Phase change memory device and its writing method {PHASE CHANGE MEMORY DEVICE AND WRITE METHOD THEREOF}

본 발명은 반도체 메모리 장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 상 변화 메모리 장치 및 그것의 쓰기 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a semiconductor memory device, and more particularly, to a phase change memory device and a write method thereof.

랜덤 액세스(Random access)가 가능하고 고집적 및 대용량을 실현할 수 있는 반도체 메모리 장치의 수요는 날로 증가하고 있다. 그러한 반도체 메모리 장치로는, 현재 휴대용 전자기기 등에 주로 사용되는 플래시 메모리(Flash memory)가 대표적이다. 그 외에 디램(DRAM)의 커패시터를 불휘발성을 지닌 물질로 대체한 반도체 메모리 장치들이 등장하고 있다. 강유전체 커패시터를 이용한 강유전체 램(Ferroelectric RAM: FRAM), 티엠알(TMR: Tunneling magneto-resistive) 막을 이용한 마그네틱 램(Magnetic RAM: MRAM), 그리고 칼코겐 화합물(Chalcogenide alloys)을 이용한 상 변화 메모리 장치(Phase change memory device) 등이 있다. 특히, 상 변화 메모리 장치는 불휘발성 메모리 장치이며, 그 제조 과정이 비교적 간단하고, 저가로 대용량의 메모리를 구현할 수 있다. The demand for semiconductor memory devices capable of random access and high integration and large capacity is increasing day by day. As such a semiconductor memory device, a flash memory mainly used for portable electronic devices and the like is typical. In addition, semiconductor memory devices that replace a DRAM capacitor with a nonvolatile material are emerging. Phase change memory devices (Phase) using ferroelectric RAM (FRAM) using ferroelectric capacitors, magnetic RAM (MRAM) using TMR (tunneling magneto-resistive) films, and chalcogenide alloys change memory device). In particular, the phase change memory device is a nonvolatile memory device, and its manufacturing process is relatively simple, and a large capacity memory can be implemented at low cost.

상 변화 메모리 셀은 상이한 전기적인 독출 특성들을 나타내는 다른 구조적 인 상태들(Structured states) 사이에서 전기적으로 바뀔 수 있는 물질을 이용한다. 예를 들면, 게르마늄ㆍ안티몬ㆍ텔루르 혼합물(GST)인 칼코겐 물질(Chalcogenide material) (이하, "GST 물질"이라 칭함)로 만들어진 메모리 장치들이 알려져 있다. GST 물질은 비교적 높은 저항율(Resistivity)을 나타내는 비결정 상태(Amorphous state)와 비교적 낮은 저항율을 나타내는 결정 상태(Crystalline state)를 갖는다. 즉, 상 변화 메모리 셀은 GST 물질을 가열함으로써 결정 상태 또는 비결정 상태 각각 대응하는 데이터가 기입된다. 가열의 크기 및 기간은 GST 물질이 비결정 또는 결정 상태로 남아있는 지의 여부를 결정한다. 높은 그리고 낮은 저항율들은 기입된 논리 값들 '1' 및 '0'을 나타내며, 이는 GST 물질의 저항율을 측정함으로써 감지될 수 있다. 따라서, 상 변화 메모리 장치는 가변 저항 메모리 장치(Variable-Resistance Memory Device)로도 불린다. Phase change memory cells use a material that can be electrically switched between different structured states exhibiting different electrical readout characteristics. For example, memory devices made of a chalcogenide material (hereinafter referred to as a "GST material") which is a germanium antimony-tellurium mixture (GST) are known. GST materials have an amorphous state exhibiting relatively high resistivity and a crystalline state exhibiting relatively low resistivity. That is, in the phase change memory cell, data corresponding to each of the crystalline state or the amorphous state is written by heating the GST material. The size and duration of the heating determine whether the GST material remains in an amorphous or crystalline state. High and low resistivity represent the written logic values '1' and '0', which can be sensed by measuring the resistivity of the GST material. Therefore, the phase change memory device is also called a variable resistance memory device.

일반적인 상 변화 메모리 장치에 있어서, 메모리 셀은 저항 소자와 스위칭 소자로 구성된다. 도 1 및 도 2는 상 변화 메모리 장치의 메모리 셀을 보여준다. 도 1을 참조하면, 상 변화 메모리 장치의 메모리 셀(10)은 저항 소자인 가변 저항체(11)와 스위칭 소자인 액세스 트랜지스터(12)로 구성된다. 가변 저항체(11)는 비트 라인(BL)에 연결된다. 액세스 트랜지스터(12)는 가변 저항체(11)와 접지 사이에 연결된다. 액세스 트랜지스터(12)의 게이트에는 워드 라인(WL)이 연결되어 있다. 워드 라인(WL)에 소정의 전압이 인가되면, 액세스 트랜지스터(12)는 턴-온(Turn-on) 된다. 액세스 트랜지스터(12)가 턴-온(Turn-on) 되면, 가변 저항체(11)는 비트 라인(BL)을 통해 전류(Ic)를 공급받는다. In a typical phase change memory device, a memory cell is composed of a resistance element and a switching element. 1 and 2 show memory cells of a phase change memory device. Referring to FIG. 1, a memory cell 10 of a phase change memory device includes a variable resistor 11 as a resistance element and an access transistor 12 as a switching element. The variable resistor 11 is connected to the bit line BL. The access transistor 12 is connected between the variable resistor 11 and ground. The word line WL is connected to the gate of the access transistor 12. When a predetermined voltage is applied to the word line WL, the access transistor 12 is turned on. When the access transistor 12 is turned on, the variable resistor 11 receives the current Ic through the bit line BL.

도 2는 또 다른 형태의 상 변화 메모리 장치의 메모리 셀(20)을 보여준다. 또 다른 형태의 메모리 셀(20)은 저항 소자인 가변 저항체(21)와 스위칭 소자인 다이오드(22)를 포함한다. 다이오드(22)는 워드 라인(WL) 전압에 따라 턴-온(Turn-on) 또는 턴-오프(Turn-off) 된다. 2 shows a memory cell 20 of another type of phase change memory device. Another type of memory cell 20 includes a variable resistor 21, which is a resistance element, and a diode 22, which is a switching element. The diode 22 is turned on or turned off according to the word line WL voltage.

도 3 및 도 4는 상술한 상 변화 메모리 장치의 셀 구조 및 물성을 각각 보여주는 도면이다. 도 3은 상 변화 메모리 셀의 단면을 간략히 보여주며, 도 4는 상 변화 물질의 내구성(Endurance) 특성을 보여준다. 3 and 4 are diagrams illustrating cell structures and physical properties of the above-described phase change memory device, respectively. FIG. 3 briefly shows a cross section of a phase change memory cell, and FIG. 4 shows the endurance characteristics of the phase change material.

먼저, 도 3을 참조하면, 메모리 셀(30)은 가변 저항체와 액세스 트랜지스터(NT)로 구성된다. 상부 전극(31), 상 변화 물질(32), 콘택 플러그(33), 그리고 하부 전극(34)으로 가변 저항체가 구성된다. 상부 전극(31)은 비트 라인(BL)에 연결된다. 하부 전극(34)은 콘택 플러그(Contact plug: CP)(33)와 액세스 트랜지스터(NT) 사이에 연결된다. 콘택 플러그(33)는 도전성 물질(예컨대, TiN 등)로 형성되며, 히터 플러그(Heater Plug)라고도 부른다. 상 변화 물질(32)은 상부 전극(31)과 콘택 플러그(33) 사이에 형성된다. 상 변화 물질(32)의 상태(Phase)는 공급되는 전류 펄스의 크기(Amplitude), 폭(Duration), 하강 시간(Fall time) 등에 따라 바뀌게 된다. 셋(Set) 또는 리셋(Reset)에 대응하는 상 변화 물질의 상태(Phase)는 도시된 바와 같이 비정질 양(Amorphous volume, 35)에 의해서 결정된다. 일반적으로 비정질 상태(Amorphous Phase)는 리셋 상태에, 결정 상태(Crystal Phase)는 셋 상태에 대응한다. 비정질 상태(Amorphous state)에서 결정 상태(Crystal state)로 진행될수록 비정질 양은 적어진다. 상 변화 물질(32)은 형성되는 비정질 양(Amorphous volume, 35)에 따라 가변되는 저항(Resistance)을 갖는다. 즉, 서로 다른 전류 펄스에 따라 형성되는 상 변화 물질(32)의 비정질 양(35)에 따라 기입되는 데이터가 결정된다. First, referring to FIG. 3, the memory cell 30 includes a variable resistor and an access transistor NT. The variable resistor consists of an upper electrode 31, a phase change material 32, a contact plug 33, and a lower electrode 34. The upper electrode 31 is connected to the bit line BL. The lower electrode 34 is connected between the contact plug 33 and the access transistor NT. The contact plug 33 is formed of a conductive material (for example, TiN, etc.) and is also called a heater plug. The phase change material 32 is formed between the upper electrode 31 and the contact plug 33. The phase (Phase) of the phase change material 32 is changed according to the amplitude (Amplitude), the width (Duration), the fall time (Fall time) of the supplied current pulse. The phase of the phase change material corresponding to Set or Reset is determined by the amorphous volume 35 as shown. In general, the amorphous phase corresponds to the reset state and the crystal phase corresponds to the set state. As the process proceeds from the amorphous state to the crystal state, the amount of amorphous becomes smaller. The phase change material 32 has a resistance that varies depending on the amorphous volume 35 formed. That is, the data to be written is determined according to the amorphous amount 35 of the phase change material 32 formed according to different current pulses.

도 4는 도 3의 상 변화 물질(32)에 대한 전기적 특성을 보여주는 그래프이다. 도 4를 참조하면, 리셋 상태에 대응하는 데이터(이하, 리셋 데이터)를 반복적으로 기입함에 따라 발생하는 셋-스턱 페일(Set-stuck failure) 현상이 도시되어 있다. 리셋 데이터를 기입하기 위해서는 셋 상태에 대응하는 데이터(이하, 셋 데이터)를 기입할 때보다 상대적으로 더 큰 전류를 인가해야 한다. 그러나 반복적인 리셋 데이터의 쓰기 동작은 상 변화 물질(32)의 특성을 변화시킨다. 즉, 한계 횟수 이상의 반복적인 리셋 데이터의 쓰기 동작에 따라 상 변화 물질(32)은 동일한 쓰기 전류에서는 더 이상 리셋 상태에 대응하는 저항값에 도달할 수 없게 된다. 즉, 쓰기 전류를 공급하기 위한 쓰기 펄스 전압이 전압 (V1)이라 가정하자. 쓰기 펄스 전압(V1)에 의해서 리셋 데이터가 메모리 셀에 반복적으로 쓰여지는 경우, 리셋 데이터의 쓰기 횟수가 증가하면서, 상 변화 물질의 특성 곡선은 곡선 (41)로부터 곡선 (45) 방향으로 이동한다. 결국, 쓰기 펄스 전압(V1)으로 리셋 데이터를 기입하는 경우, 곡선 (45)의 특성을 갖는 상 변화 물질의 리셋 저항은 리셋에 대응하는 크기로 더 이상 변화되지 않는다. 즉, 리셋 데이터를 기입해도 메모리 셀의 저항은 셋 데이터를 기입한 크기로 감지될 수밖에 없다. 이러한 쓰기 횟수의 증가에 따라 발생하는 상 변화 물질의 특성 변화를 셋-스턱 페일(Set-stuck failure)이라 일컫는다. 4 is a graph showing electrical characteristics of the phase change material 32 of FIG. 3. Referring to FIG. 4, a set-stuck failure phenomenon caused by repeatedly writing data corresponding to a reset state (hereinafter, reset data) is illustrated. In order to write the reset data, a relatively larger current must be applied than when writing data corresponding to the set state (hereinafter, set data). However, repetitive write operation of the reset data changes the properties of the phase change material 32. In other words, in response to the write operation of the reset data repeatedly exceeding the limit number of times, the phase change material 32 can no longer reach the resistance value corresponding to the reset state at the same write current. That is, assume that the write pulse voltage for supplying the write current is the voltage V1. When the reset data is repeatedly written to the memory cell by the write pulse voltage V1, the characteristic curve of the phase change material moves from the curve 41 to the curve 45 while the number of times of writing the reset data increases. As a result, when writing the reset data with the write pulse voltage V1, the reset resistance of the phase change material having the characteristic of the curve 45 is no longer changed to a magnitude corresponding to the reset. That is, even when the reset data is written, the resistance of the memory cell is inevitably detected as the size of the set data. The change in the characteristics of the phase change material that occurs as the number of writes increases is referred to as set-stuck failure.

메모리 디바이스가 갖추어야 할 기본적인 특성 가운데 하나가 데이터를 반복적으로 기록해도 정상적인 읽기 및 쓰기 기능이 유지되는 내구성(Endurance)이다. 특히, 상 변화 메모리 장치에 있어서, 디램(DRAM)과 같이 랜덤 액세스 메모리, 반도체 디스크 장치(SSD), 모바일 기기의 저장 장치와 같은 다양한 용도를 지원하기 위해서는 충분한 쓰기 횟수가 지원되어야 한다. 그러나, 상술한 셋-스턱 페일(Set -stuck failure)과 같은 문제는 상 변화 메모리 장치의 실용화에 있어서 큰 장애로 작용한다. 따라서, 상 변화 메모리 장치의 내구성(Endurance)을 획기적으로 증가시킬 수 있는 기술이 절실한 실정이다. One of the basic characteristics of a memory device is endurance, in which normal read and write functions are maintained even if data is repeatedly written. In particular, in a phase change memory device, sufficient write counts must be supported to support various uses such as random access memory, a semiconductor disk device (SSD), and a storage device of a mobile device, such as a DRAM. However, such problems as the set-stuck failure described above are a major obstacle in the practical use of the phase change memory device. Therefore, there is an urgent need for a technology that can dramatically increase the endurance of a phase change memory device.

본 발명의 목적은 상술한 제반 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 반복적인 리셋 데이터의 기입에 따르는 내구성 악화를 감소시킬 수 있는 상 변화 메모리 장치 및 그것의 쓰기 방법을 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide a phase change memory device and a write method thereof capable of reducing the deterioration in durability caused by repeatedly writing the reset data.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 가변 저항 메모리 장치의 쓰기 방법은, (a) 선택 메모리 셀에 쓰기 전류를 제공하는 단계; 및 (b) 상기 쓰기 전류의 종류에 따라, 쓰기 검증 동작을 수행하는 단계를 포함한다. According to another aspect of the present invention, a method of writing a variable resistance memory device includes: (a) providing a write current to a selected memory cell; And (b) performing a write verify operation according to the type of the write current.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 가변 저항 메모리 장치의 데이터 쓰기 방법은, (a) 선택된 메모리 셀에 제 1 리셋(Reset) 쓰기 전류를 인가하는 단계;According to another aspect of the present invention, there is provided a data writing method of a variable resistance memory device, the method including: (a) applying a first reset write current to a selected memory cell;

(b) 상기 선택된 메모리 셀에 대한 쓰기 검증(Write verify) 동작을 수행하 는 단계; 및 (c) 상기 쓰기 검증 동작의 결과에 따라, 상기 선택 메모리 셀에 제 2 리셋 쓰기 전류를 인가하는 단계를 포함한다. (b) performing a write verify operation on the selected memory cell; And (c) applying a second reset write current to the selected memory cell according to a result of the write verify operation.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 가변 저항 메모리 장치는, 복수의 메모리 셀들을 갖는 메모리 셀 어레이; 선택 메모리 셀로 쓰기 전류를 제공하기 위한 쓰기 드라이버; 상기 선택된 메모리 셀의 데이터를 읽기 위한 감지 증폭기; 및 상기 선택 메모리 셀에 대한 쓰기 동작을 수행하도록 상기 쓰기 드라이버를 제어하는 제어부를 포함하되, 상기 제어부는 상기 쓰기 전류의 종류에 따라 상기 선택된 메모리 셀에 대한 쓰기 검증 동작을 수행하도록 상기 감지 증폭기를 제어한다. A variable resistance memory device of the present invention for achieving the above object, the memory cell array having a plurality of memory cells; A write driver for providing a write current to the selected memory cell; A sense amplifier for reading data of the selected memory cell; And a controller for controlling the write driver to perform a write operation on the selected memory cell, wherein the controller controls the sense amplifier to perform a write verify operation on the selected memory cell according to the type of the write current. do.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 가변 저항 메모리 장치는, 복수의 메모리 셀들을 갖는 메모리 셀 어레이; 선택 메모리 셀에 저장된 데이터를 읽기 위한 감지 증폭기; 상기 선택 메모리 셀에 쓰기 데이터를 기입하기 위한 쓰기 드라이버; 및 상기 감지 증폭기 및 상기 쓰기 드라이버를 제어하는 제어부를 포함하되, 상기 제어부는 상기 쓰기 데이터의 종류에 따라 상기 선택된 메모리 셀에 대한 쓰기 검증 동작을 수행하도록 상기 감지 증폭기를 제어한다.A variable resistance memory device of the present invention for achieving the above object, the memory cell array having a plurality of memory cells; Sense amplifiers for reading data stored in selected memory cells; A write driver for writing write data to the selected memory cell; And a controller for controlling the sense amplifier and the write driver, wherein the controller controls the sense amplifier to perform a write verify operation on the selected memory cell according to the type of the write data.

상기 목적을 달성하기 위한 휴대용 전자 시스템은, 가변 저항 메모리 장치; 및 상기 가변 저항 메모리 장치를 제어하기 위한 메모리 컨트롤러를 포함하되, 상기 가변 저항 메모리 장치는, 복수의 메모리 셀들을 갖는 메모리 셀 어레이; 선택 메모리 셀로 쓰기 전류를 제공하기 위한 쓰기 드라이버; 상기 쓰기 전류가 제공된 메모리 셀의 데이터를 읽기 위한 감지 증폭기; 및 상기 선택 메모리 셀에 대한 쓰기 동작 및 쓰기 검증 동작을 수행하도록 상기 쓰기 드라이버 및 상기 감지 증폭기 를 제어하는 제어부를 포함하되, 상기 제어부는 상기 쓰기 전류의 종류에 따라 상기 쓰기 검증 동작을 수행한다. A portable electronic system for achieving the above object includes a variable resistance memory device; And a memory controller for controlling the variable resistance memory device, wherein the variable resistance memory device comprises: a memory cell array having a plurality of memory cells; A write driver for providing a write current to the selected memory cell; A sense amplifier for reading data of a memory cell provided with the write current; And a controller configured to control the write driver and the sense amplifier to perform a write operation and a write verify operation on the selected memory cell, wherein the controller performs the write verify operation according to the type of the write current.

이상과 같은 본 발명에 따른 상 변화 메모리 장치 및 그것의 쓰기 방법에 따르면, 리셋 데이터의 반복적인 쓰기에도 불구하고 상 변화 메모리 셀의 특성 저하를 방지할 수 있어 상 변화 메모리 장치의 내구성(Endurance)을 증가시킬 수 있다.According to the phase change memory device and the write method thereof according to the present invention as described above, it is possible to prevent deterioration of the characteristics of the phase change memory cell in spite of repetitive writing of reset data, thereby improving endurance of the phase change memory device. Can be increased.

앞의 일반적인 설명 및 다음의 상세한 설명 모두 예시적이라는 것이 이해되어야 하며, 청구된 발명의 부가적인 설명이 제공되는 것으로 여겨져야 한다. 참조 부호들이 본 발명의 바람직한 실시 예들에 상세히 표시되어 있으며, 그것의 예들이 참조 도면들에 표시되어 있다. 가능한 어떤 경우에도, 동일한 참조 번호들이 동일한 또는 유사한 부분을 참조하기 위해서 설명 및 도면들에 사용된다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary, and that additional explanations of the claimed invention are provided. Reference numerals are shown in detail in preferred embodiments of the invention, examples of which are shown in the reference figures. In any case, like reference numerals are used in the description and the drawings to refer to the same or like parts.

이하에서는, 가변 저항 메모리 장치로 상 변화 메모리 장치가 본 발명의 특징 및 기능을 설명하기 위한 한 예로서 사용된다. 하지만, 이 기술 분야에 정통한 사람은 여기에 기재된 내용에 따라 본 발명의 다른 이점들 및 성능을 쉽게 이해할 수 있을 것이다. 본 발명은 다른 실시 예들을 통해 또한, 구현되거나 적용될 수 있을 것이다. 게다가, 상세한 설명은 본 발명의 범위, 기술적 사상 그리고 다른 목적으로부터 상당히 벗어나지 않고 관점 및 응용에 따라 수정되거나 변경될 수 있다. 이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.In the following, a phase change memory device as a variable resistance memory device is used as an example for explaining the features and functions of the present invention. However, one of ordinary skill in the art will readily appreciate the other advantages and performances of the present invention in accordance with the teachings herein. The present invention may be implemented or applied through other embodiments as well. In addition, the detailed description may be modified or changed according to aspects and applications without departing from the scope, technical spirit and other objects of the present invention. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 5는 본 발명의 상 변화 메모리 장치의 쓰기 방법을 간략히 보여주는 순서 도이다. 도 5를 참조하면, 본 발명의 상 변화 메모리 장치의 쓰기 방법은 메모리 셀에 기입되는 데이터에 따라 쓰기 검증 동작의 실시 여부가 결정된다. 본 발명의 쓰기 방법에 따르면, 리셋 데이터의 쓰기 동작 시에는 쓰기 검증(Write verify)을 수행하고, 셋 데이터의 쓰기 동작 시에는 쓰기 검증(Write verify)을 수행하지 않는다. 좀더 자세히 설명하면 다음과 같다.5 is a flowchart briefly illustrating a writing method of a phase change memory device of the present invention. Referring to FIG. 5, in the write method of the phase change memory device of the present invention, it is determined whether to perform a write verify operation according to data written to a memory cell. According to the write method of the present invention, write verification is performed during the write operation of the reset data, and write verification is not performed during the write operation of the set data. In more detail,

쓰기 데이터(Write data)가 제공되면, 선택된 상 변화 메모리 셀에 기입될 쓰기 데이터가 셋 데이터인지 또는 리셋 데이터인지를 판별한다(S10). 쓰기 데이터(Write data)가 셋 데이터인 경우, 셋 데이터를 기입하기 위한 펄스를 상 변화 메모리 셀에 제공한다. 그러나, 셋 데이터의 기입 동작에는 기입 여부에 대한 쓰기 검증 동작(Write verify operation)이 포함되지 않는다. 쓰기 검증 동작 없는 셋 데이터의 쓰기 동작이 수행된다(S50). When write data is provided, it is determined whether the write data to be written to the selected phase change memory cell is set data or reset data (S10). When write data is set data, a pulse for writing the set data is provided to the phase change memory cell. However, the write operation of the set data does not include a write verify operation for writing or not. The write operation of the set data without the write verify operation is performed (S50).

반면에, 쓰기 데이터(Write data)가 리셋 데이터인 경우, 절차는 본 발명의 쓰기 동작을 수행하는 단계로 이동한다. 즉, 리셋 데이터의 쓰기와, 쓰여진 리셋 데이터에 대한 쓰기 검증 동작(Write verify operation)으로 이루어지는 쓰기-쓰기 검증(Write-Write verify) 루프(Loop)가 수행된다. 리셋 데이터의 쓰기 동작은 리셋 상태에 대응하는 펄스를 선택된 상 변화 메모리 셀에 인가하는 것으로 시작된다. 여기서, 최초 리셋 상태에 대응하는 펄스의 레벨은 통상의 리셋 데이터를 쓰기 위한 펄스보다 낮은 레벨로 제공된다(S20). 리셋 데이터에 대한 쓰기 검증 동작이 이어진다(S30). 만일, 상 변화 메모리 셀의 저항치가 리셋 데이터에 대응하는 저항치로 변화된 것으로 판정되면, 쓰기 동작은 종료된다. 반면, 선택된 상 변화 메모 리 셀의 저항치가 리셋 상태에 대응하는 크기의 저항치에 미치지 못하는 경우, 절차는 재기입(Re-write)을 위한 단계(S40)로 넘어간다. 즉, 재기입 단계(S40)에서, 이전에 인가된 펄스(전류 또는 전압)보다 증가된 레벨을 갖는 펄스가 선택된 상 변화 메모리 셀로 제공된다. 그리고, 절차는 쓰기 검증 단계(S30)로 이동한다. 따라서, 검증 단계(S30)와 재기입 단계(S40)는 쓰기-쓰기 검증(Write-Write verify) 루프(Loop)를 형성한다.On the other hand, if the write data is reset data, the procedure moves to the step of performing the write operation of the present invention. That is, a write-write verify loop, which consists of writing reset data and a write verify operation on the written reset data, is performed. The write operation of the reset data begins by applying a pulse corresponding to the reset state to the selected phase change memory cell. Here, the level of the pulse corresponding to the initial reset state is provided at a level lower than the pulse for writing normal reset data (S20). A write verification operation on the reset data is continued (S30). If it is determined that the resistance value of the phase change memory cell is changed to the resistance value corresponding to the reset data, the write operation is terminated. On the other hand, if the resistance of the selected phase change memory cell does not reach the resistance of the size corresponding to the reset state, the procedure goes to step S40 for re-write (Re-write). That is, in the rewriting step S40, a pulse having an increased level than the pulse (current or voltage) previously applied is provided to the selected phase change memory cell. Then, the procedure moves to the write verify step S30. Therefore, the verify step S30 and the rewrite step S40 form a write-write verify loop.

상술한 상 변화 메모리 셀의 쓰기 방법에 의해서, 리셋 데이터를 쓰기 위해서 낮은 레벨의 쓰기 전류로부터 시작하여 쓰기-쓰기 검증 루프를 구성하게 될 것이다. 그리고, 메모리 셀의 저항이 리셋 상태에 대응하는 리셋 저항치에 도달한 이후에는 더 이상의 쓰기 전류의 공급은 차단된다. 따라서, 리셋 데이터의 쓰기 동작시 상대적으로 큰 쓰기 전류에 의한 셋-스턱 페일(Set-stuck failure)의 유발을 최대한 억제할 수 있다. By the above-described method of writing a phase change memory cell, a write-write verify loop will be constructed starting from a low level write current to write reset data. After the resistance of the memory cell reaches the reset resistance value corresponding to the reset state, the supply of the write current is no longer supplied. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of set-stuck failure due to a relatively large write current during the write operation of the reset data.

도 6은 상술한 도 5의 쓰기 방법에 따라 리셋 데이터에 대한 쓰기 동작을 수행할 수 있는 상 변화 메모리 장치(100)를 보여주는 블록도이다. 도 6을 참조하면, 본 발명의 상 변화 메모리 장치(100)는 리셋 데이터가 쓰여진 메모리 셀에 대한 검증 결과에 따라 리셋 또는 셋 데이터를 쓰기 위한 쓰기 펄스들(P_SET, P_RST) 및 바이어스 신호들(DCBL_SET, DCBL_RST)을 생성하기 위한 제어부를 포함한다. 제어부는 검증 비교기(175), 제어 로직(180) 및 쓰기 펄스 발생기(190)를 포함한다. FIG. 6 is a block diagram illustrating a phase change memory device 100 capable of performing a write operation on reset data according to the above-described writing method of FIG. 5. Referring to FIG. 6, the phase change memory device 100 of the present invention may write pulses P_SET and P_RST and bias signals DCBL_SET to write reset or set data according to a verification result of a memory cell to which reset data is written. And a control unit for generating DCBL_RST). The control unit includes a verification comparator 175, a control logic 180, and a write pulse generator 190.

셀 어레이(110)는 각각 N-비트 데이터 정보(N은 1 또는 그 보다 큰 정수)를 저장하는 메모리 셀들을 포함한다. 셀 어레이(110)에는, 비록 도면에는 도시되지 않았지만, 복수의 메모리 셀들이 행들(또는 워드 라인들)과 열들(또는 비트 라인들)로 배열될 것이다. 각 메모리 셀은 스위칭 소자와 저항 소자로 구성될 것이다. 스위칭 소자는 MOS 트랜지스터, 다이오드, 등과 같은 다양한 소자들을 이용하여 구현될 수 있다. 저항 소자는 앞서 설명된 GST 물질로 구성된 가변 저항체를 포함하도록 구성될 것이다. The cell array 110 includes memory cells that each store N-bit data information (N is an integer greater than or equal to 1). In the cell array 110, although not shown, a plurality of memory cells will be arranged in rows (or word lines) and columns (or bit lines). Each memory cell will consist of a switching element and a resistive element. The switching device may be implemented using various devices such as MOS transistors, diodes, and the like. The resistive element will be configured to include a variable resistor made of the GST material described above.

어드레스 디코더(120)는 외부에서 입력된 어드레스(Address)를 디코딩한다. 여기서, 어드레스(Address)는 행 어드레스(Row Address) 및 열 어드레스(Column Address)를 포함한다. 어드레스 디코더(120)는 행 어드레스(Row Address)에 의해 워드 라인(WL)을 선택하고, 열 어드레스(Column Address)에 의해 비트 라인(BL)을 선택한다. 이를 위해 어드레스 디코더(120)는 칼럼 디코더(130)에 칼럼 선택 신호(Yi)를 제공한다.The address decoder 120 decodes an address input from the outside. Here, the address includes a row address and a column address. The address decoder 120 selects a word line WL by a row address, and selects a bit line BL by a column address. To this end, the address decoder 120 provides a column select signal Yi to the column decoder 130.

칼럼 디코더(130)는 비트 라인(BL)을 통해 메모리 셀 어레이(110)와 연결되고, 데이터 라인(DL)을 통해 쓰기 드라이버 회로(140)에 연결된다. 칼럼 디코더(130)는 칼럼 선택 신호(Yi)에 응답하여 데이터 라인과 선택된 비트 라인을 전기적으로 연결한다. The column decoder 130 is connected to the memory cell array 110 through the bit line BL and to the write driver circuit 140 through the data line DL. The column decoder 130 electrically connects the data line and the selected bit line in response to the column select signal Yi.

쓰기 드라이버(140)는 쓰기 데이터(Write data)를 선택된 메모리 셀에 기입하기 위한 쓰기 전류를 제공한다. 쓰기 드라이버(140)는 쓰기 펄스 발생기(190)로부터 제공되는 바이어스 신호(DCBL_SET, DCBL_RST)와 셋 펄스(P_SET), 리셋 펄스(P_RST), 그리고 쓰기 데이터(Write data)에 응답하여 쓰기 전류(I_SET 또는 I_RST)를 출력한다. 출력된 쓰기 전류(I_SET 또는 I_RST)는 데이터 라인(DL) 및 칼 럼 디코더(130)를 통해서 선택된 메모리 셀의 비트 라인으로 전달된다. 쓰기 드라이버(140)는, 리셋 데이터를 기입하는 경우, 루프의 반복시 쓰기 전류로서 점차적으로 증가하는 스텝 펄스 전류를 선택된 메모리 셀로 제공하게 될 것이다. 리셋 데이터를 기입하는 경우, 쓰기 드라이버(140)는 바이어스 신호(DCBL_RST)와 리셋 펄스(P_RST)에 응답하여 통상의 레벨보다 낮은 리셋 쓰기 전류(I_RST)를 최초 루프에서 제공하게 될 것이다. 그리고 루프의 반복시, 점차적으로 증가하는 스텝형의 리셋 쓰기 전류를 선택된 메모리 셀로 공급한다. 쓰기 드라이버(140)는 선택된 메모리 셀에 대한 검증 동작에 의해 검증 패스(Verify Pass)가 발생하는 시점까지 증가하는 리셋 쓰기 전류의 공급을 계속한다. 하나의 펄스에 대응하는 리셋 쓰기 전류가 공급되고, 검증 동작이 이루어지는 쓰기-쓰기 검증(Write-Write verify) 루프의 간격은 하나의 셋 펄스(P_SET)가 공급되는 주기의 이내에서 수행될 수 있다. 또는, 하나의 셋 펄스(P_SET)에 대응하는 주기 이내에서, 복수의 쓰기-쓰기 검증(Write-Write verify) 루프들이 수행될 수 있다. The write driver 140 provides a write current for writing write data to the selected memory cell. The write driver 140 responds to the bias signals DCBL_SET and DCBL_RST provided from the write pulse generator 190, the set pulse P_SET, the reset pulse P_RST, and the write data in response to the write current I_SET or I_RST) is output. The output write current I_SET or I_RST is transferred to the bit line of the selected memory cell through the data line DL and the column decoder 130. When writing the reset data, the write driver 140 may provide the selected memory cell with a step pulse current that gradually increases as a write current upon loop repetition. In the case of writing the reset data, the write driver 140 may provide the reset write current I_RST lower than the normal level in the first loop in response to the bias signal DCBL_RST and the reset pulse P_RST. When the loop is repeated, the gradually increasing stepped reset write current is supplied to the selected memory cell. The write driver 140 continues to supply an increasing reset write current until a verify pass occurs due to a verify operation on the selected memory cell. The interval of a write-write verify loop in which a reset write current corresponding to one pulse is supplied and a verify operation is performed may be performed within a period in which one set pulse P_SET is supplied. Alternatively, a plurality of write-write verify loops may be performed within a period corresponding to one set pulse P_SET.

검증 감지 증폭기(150)는 제어 로직(180)에 의해서 제어되며, 쓰기 드라이버(140)를 통해서 쓰여진 데이터의 정상적인 기입 여부를 감지하기 위해 제공된다. 본 발명의 검증 감지 증폭기(150)는 제어 로직(180)의 제어에 응답하여 선택된 메모리 셀의 데이터를 감지 증폭한다. 검증 감지 증폭기(150)는 제어 로직(180)으로부터의 제어 신호들 (nPSA, PMUX)에 응답하여 선택된 메모리 셀의 비트 라인을 통해서 데이터를 감지하고 래치한다. 래치된 데이터는 검증 데이터(Vfy_data)로서 검증 비교기(175)에 제공된다.The verify sense amplifier 150 is controlled by the control logic 180 and is provided to detect whether the write data is normally written through the write driver 140. The verify sense amplifier 150 of the present invention sense-amplifies and amplifies data of a selected memory cell in response to control of the control logic 180. The verify sense amplifier 150 senses and latches data through the bit line of the selected memory cell in response to control signals nPSA and PMUX from the control logic 180. The latched data is provided to the verification comparator 175 as verification data Vfy_data.

감지 증폭기(160)는 정상 읽기 동작시 칼럼 디코더(130)에 의해서 선택된 비트 라인을 통해서 메모리 셀에 기록된 데이터를 감지한다. 감지 증폭기(160)는 감지된 데이터를 데이터 입출력 버퍼(170)로 전달한다. The sense amplifier 160 senses data written to a memory cell through a bit line selected by the column decoder 130 in a normal read operation. The sense amplifier 160 transfers the sensed data to the data input / output buffer 170.

데이터 입출력 버퍼(170)는 외부로부터 제공되는 입력 데이터(DI)를 쓰기 드라이버(140) 및 검증 비교기(175)에 제공한다. 그리고, 데이터 입출력 버퍼(170)는 감지 증폭기(160)에 의해서 읽혀진 데이터를 외부에 제공한다. The data input / output buffer 170 provides input data DI provided from the outside to the write driver 140 and the verification comparator 175. The data input / output buffer 170 provides data read by the sense amplifier 160 to the outside.

검증 비교기(175)는 검증 감지 증폭기(150)로부터 제공되는 검증 데이터(Vfy_data)와 입출력 버퍼(170)로부터 제공되는 입력 데이터(DI)를 비교한다. 검증 비교기(175)는 검증 데이터(Vfy_data)와 입력 데이터(DI)와의 비교 결과에 따라 쓰기 데이터의 정상적인 기입 여부를 의미하는 대한 패스/페일 신호(P/F)를 출력한다. 검증 데이터(Vfy_data)와 입력 데이터(DI)가 동일한 것으로 검출되면, 검증 비교기(175)는 검증 패스(Verify Pass)를 출력하게 될 것이다. 반면, 검증 데이터(Vfy_data)와 입력 데이터(DI)가 동일하지 않을 경우에는, 검증 비교기(175)는 검증 페일(Verify Fail)을 출력할 것이다. The verify comparator 175 compares the verify data Vfy_data provided from the verify sense amplifier 150 with the input data DI provided from the input / output buffer 170. The verification comparator 175 outputs a pass / fail signal P / F indicating whether the write data is normally written according to the comparison result of the verification data Vfy_data and the input data DI. If the verification data Vfy_data and the input data DI are detected to be the same, the verification comparator 175 may output a verification pass. On the other hand, when the verification data Vfy_data and the input data DI are not the same, the verification comparator 175 may output a verify fail.

제어 로직(180)은 데이터 기입 동작을 위한 제반 제어 동작을 수행한다. 특히 리셋 데이터의 쓰기 동작시, 제어 로직(180)은 복수의 쓰기-쓰기 검증 루프를 위한 리셋 펄스(P_RST)를 생성하도록 쓰기 펄스 발생기(190)를 제어한다. 동시에, 제어 로직(180)은 리셋 펄스들(P_RST)에 동기하여 쓰여진 데이터에 대한 검증 동작을 수행하도록 검증 감지 증폭기(150)를 제어한다. 즉, 리셋 데이터의 기입시, 제어 로직(180)은 쓰기 펄스 발생기(190)가 복수의 루프를 구성하기 위한 스텝 펄스 를 발생하도록 제어한다. 최대 루프(Max loop) 이내에서 리셋 데이터를 기입하기 위하여, 제어 로직(180)은 루프 수를 카운트하기 위한 루프 카운터(185)를 포함한다. 리셋 데이터의 쓰기 루프에 있어서, 제어 로직(180)은 하나의 쓰기 루프의 결과 검증 페일(Verify fail)로 판정되면, 이어지는 쓰기 루프에서는 증가된 리셋 쓰기 전류를 사용하여 리셋 데이터를 재기입하도록 쓰기 펄스 발생기(190)를 제어한다. 그리고, 제어 로직(180)은 하나의 쓰기 펄스에 동기하여 검증 감지 증폭기(150)의 센싱 동작을 활성화하기 위한 제어 신호들(nPAS, PMUX)을 생성한다. 리셋 데이터의 쓰기 동작시, 제어 로직(180)은 검증 패스(Verify Pass)로 검증 결과가 제공되는 시점까지, 또는 루프 수의 카운트 값이 최대 루프(Maximum loop)에 도달하는 시점까지 쓰기-쓰기 검증(Write-Write verify) 루프를 반복하게 될 것이다. The control logic 180 performs various control operations for the data writing operation. In particular, during a write operation of the reset data, the control logic 180 controls the write pulse generator 190 to generate reset pulses P_RST for the plurality of write-write verify loops. At the same time, the control logic 180 controls the verify sense amplifier 150 to perform a verify operation on the data written in synchronization with the reset pulses P_RST. That is, when writing reset data, the control logic 180 controls the write pulse generator 190 to generate step pulses for forming a plurality of loops. In order to write the reset data within the Max loop, the control logic 180 includes a loop counter 185 for counting the number of loops. In the write loop of the reset data, if the control logic 180 determines that the verify fail of the result of one write loop, then the write pulse to rewrite the reset data using the increased reset write current in the subsequent write loop. Generator 190 is controlled. The control logic 180 generates control signals nPAS and PMUX for activating a sensing operation of the verification sense amplifier 150 in synchronization with one write pulse. In the write operation of the reset data, the control logic 180 performs write-write verification until the verification result is provided in the verify pass or until the count value of the number of loops reaches the maximum loop. You will iterate through the (Write-Write verify) loop.

쓰기 펄스 발생기(190)는 제어 로직(180)의 제어에 따라 셋 펄스(P_SET) 또는 리셋 펄스(P_RST)를 생성하여 쓰기 드라이버(140)로 제공한다. 또한, 쓰기 펄스 발생기(190)는 제어 로직(180)의 제어에 따라 쓰기 전류(I_SET, I_RST)의 레벨을 제어하는 바이어스 신호(DCBL_SET, DCBL_RST)를 쓰기 드라이버(140)로 제공한다. 쓰기 펄스 발생기(190)는 제어 로직(180)의 제어에 따라 리셋 데이터의 쓰기 동작시, 점진적으로 증가하는 레벨을 갖는 리셋 쓰기 전류(I_RST)를 발생하도록 리셋 펄스(P_RST) 및 리셋 바이어스 신호(DCBL_RST)를 생성한다. 쓰기 펄스 발생기(190)는 하나의 셋 펄스(P_SET) 주기에서 하나의 리셋 펄스(P_RST)를 제공할 수 있다. 또는, 쓰기 펄스 발생기(190)는 하나의 셋 펄스(P_SET) 주기 동안에 복수의 리셋 펄스(P_RST)를 발생할 수 있다. 이 경우, 셋 쓰기 전류(I_SET)의 1 주기에 대응하 는 타이밍 구간 동안, 리셋 쓰기 전류(I_RST)는 점진적으로 증가하는 복수의 펄스들로 메모리 셀에 제공될 수 있다. The write pulse generator 190 generates a set pulse P_SET or a reset pulse P_RST under the control of the control logic 180 and provides it to the write driver 140. In addition, the write pulse generator 190 provides the write driver 140 with the bias signals DCBL_SET and DCBL_RST for controlling the levels of the write currents I_SET and I_RST under the control of the control logic 180. The write pulse generator 190 generates a reset pulse P_RST and a reset bias signal DCBL_RST to generate a reset write current I_RST having a gradually increasing level during a write operation of the reset data under the control of the control logic 180. ) The write pulse generator 190 may provide one reset pulse P_RST in one set pulse P_SET period. Alternatively, the write pulse generator 190 may generate a plurality of reset pulses P_RST during one set pulse P_SET period. In this case, during a timing period corresponding to one period of the set write current I_SET, the reset write current I_RST may be provided to the memory cell as a plurality of gradually increasing pulses.

이상의 구성에서 검증 비교기(175), 제어 로직(180) 및 쓰기 펄스 발생기(190)는 본 발명의 제반 쓰기 동작을 수행하기 위해 쓰기 드라이버(140) 및 검증 감지 증폭기(150)를 제어하는 제어부로 통칭할 수 있다. In the above configuration, the verification comparator 175, the control logic 180, and the write pulse generator 190 are collectively referred to as a controller that controls the write driver 140 and the verification sense amplifier 150 to perform the general write operation of the present invention. can do.

이상의 본 발명의 상 변화 메모리 장치(100)는 리셋 데이터의 쓰기 시에 상대적으로 낮은 레벨의 리셋 쓰기 전류(I_RST)로부터 시작하여 메모리 셀에 제공된다. 만일, 제공된 리셋 쓰기 전류(I_RST)에 의해서 선택된 메모리 셀의 저항치가 타깃 레벨에 도달하지 못한 경우, 증가된 리셋 쓰기 전류(I_RST)를 재공급한다. 이러한 리셋 데이터의 쓰기 루프는 선택된 메모리 셀의 저항치가 타깃 레벨에 도달할 때까지 반복된다. 따라서, 최초 낮은 레벨에서 시작하여 서서히 증가하는 리셋 쓰기 전류(I_RST)의 공급을 통해서 과도한 쓰기 전류에 기인하는 셋-스턱 페일(Set-stuck failure)의 발생을 효과적으로 억제할 수 있다.The phase change memory device 100 of the present invention is provided to a memory cell starting from a reset write current I_RST of a relatively low level when writing reset data. If the resistance value of the memory cell selected by the provided reset write current I_RST does not reach the target level, the reset reset current I_RST is supplied again. The write loop of the reset data is repeated until the resistance of the selected memory cell reaches the target level. Therefore, it is possible to effectively suppress the occurrence of set-stuck failure due to excessive write current through the supply of the reset write current I_RST starting gradually at the initial low level.

도 7은 도 6의 쓰기 펄스 발생기(190)의 간략한 구성을 보여주는 블록도이다. 도 7을 참조하면, 쓰기 펄스 발생기(190)는 제어 로직(180)의 제어에 따라 셋 펄스(P_SET) 또는 리셋 펄스(P_RST)를 생성한다. 또한, 쓰기 펄스 발생기(190)는 제어 로직(180)의 제어에 따라 쓰기 전류의 레벨을 제어하기 위한 바이어스 신호(DCBL_SET, DCBL_RST)를 생성한다. FIG. 7 is a block diagram illustrating a simplified configuration of the write pulse generator 190 of FIG. 6. Referring to FIG. 7, the write pulse generator 190 generates a set pulse P_SET or a reset pulse P_RST under the control of the control logic 180. In addition, the write pulse generator 190 generates bias signals DCBL_SET and DCBL_RST for controlling the level of the write current under the control of the control logic 180.

셋 바이어스 드라이버(191)는 셋 쓰기 전류(I_SET)의 파형을 결정하는 셋 바이어스 신호(DCBL_SET)를 생성한다. 일반적으로, 셋 바이어스 신호(DCBL_SET)에 따 라 셋 쓰기 전류(I_SET)의 크기 및 파형이 결정된다. 그리고 셋 쓰기 전류(I_SET)에 의하여 메모리 셀의 상 변화 물질은 결정 상태(Crystal Phase)로 변화된다. 따라서, 셋 바이어스 신호(DCBL_SET)의 파형은 메모리 셀에 인가되는 셋 쓰기 전류(I_SET)와 유사 또는 동일한 형태를 갖는다. The set bias driver 191 generates a set bias signal DCBL_SET that determines a waveform of the set write current I_SET. In general, the size and waveform of the set write current I_SET are determined according to the set bias signal DCBL_SET. The phase change material of the memory cell is changed to a crystal phase by the set write current I_SET. Therefore, the waveform of the set bias signal DCBL_SET has a shape similar to or the same as the set write current I_SET applied to the memory cell.

리셋 바이어스 드라이버(192)는 본 발명에 따른 리셋 쓰기 전류(I_RST)를 생성하기 위한 리셋 바이어스 신호(DCBL_RST)를 생성한다. 리셋 바이어스 드라이버(192)는 펄스 드라이버(193)에 의해서 생성되는 리셋 펄스(P_RST)에 동기하여 리셋 바이어스 신호(DCBL_RST)를 생성한다. 리셋 바이어스 신호(DCBL_RST)에 의해서 루프 수에 따라서 증가하는 리셋 쓰기 전류(I_RST)가 생성될 것이다. The reset bias driver 192 generates a reset bias signal DCBL_RST for generating a reset write current I_RST according to the present invention. The reset bias driver 192 generates a reset bias signal DCBL_RST in synchronization with the reset pulse P_RST generated by the pulse driver 193. The reset write signal I_RST, which increases with the number of loops, will be generated by the reset bias signal DCBL_RST.

펄스 드라이버(193)는 셋 펄스(P_SET)와 리셋 펄스(P_RST)를 생성하여 쓰기 드라이버(140)에 제공한다. 펄스 드라이버(193)는 리셋 펄스(P_RST)를 셋 펄스(P_SET)와 동일한 주기를 갖도록 생성할 수 있다. 또는, 펄스 드라이버(193)는 셋 펄스(P_SET)의 1 주기 동안, 복수 주기를 갖는 리셋 펄스(P_RST)를 생성할 수 있다. 하나의 셋 펄스(P_SET)의 펄스 폭은 일반적으로 리셋 펄스(P_RST)의 펄스 폭보다 길다. 따라서, 셋 펄스(P_SET)의 1 주기 동안에 복수 주기의 리셋 펄스(P_RST)가 발생하는 경우, 리셋 데이터에 대한 쓰기-쓰기 검증(Write-Write verify) 루프의 반복에 따른 쓰기 속도의 저하를 방지할 수 있다.The pulse driver 193 generates a set pulse P_SET and a reset pulse P_RST and provides them to the write driver 140. The pulse driver 193 may generate the reset pulse P_RST to have the same period as the set pulse P_SET. Alternatively, the pulse driver 193 may generate a reset pulse P_RST having a plurality of periods during one period of the set pulse P_SET. The pulse width of one set pulse P_SET is generally longer than the pulse width of the reset pulse P_RST. Therefore, when a plurality of cycles of the reset pulse (P_RST) occurs during one period of the set pulse (P_SET), it is possible to prevent a decrease in the write speed due to the repetition of the write-write verify loop for the reset data Can be.

이상의 구성을 포함하는 쓰기 펄스 발생기(190)에 따르면, 점진적으로 증가하는 레벨의 리셋 쓰기 전류(I_RST)의 생성이 가능하다. 그리고 쓰기 펄스 발생기(190)는 셋 쓰기 전류(I_SET)의 1 주기 동안에 1 주기의 리셋 쓰기 전류(I_RST) 를 생성하도록 쓰기 드라이버(140)를 제어할 수 있다. 또는, 쓰기 펄스 발생기(190)는 셋 쓰기 전류(I_SET)의 1 주기 동안, 복수 주기의 리셋 쓰기 전류(I_RST)를 생성하도록 쓰기 드라이버(140)를 제어할 수 있다. 여기서, 쓰기 펄스 발생기(190)는, 리셋 쓰기 전류(I_RST)가 최초 루프에서는 통상의 리셋 쓰기 전류보다 낮은 값으로 제공되도록 리셋 바이어스 신호(DCBL_RST)를 제공할 것이다. 그리고 쓰기 펄스 발생기(190)는 리셋 쓰기 전류(I_RST)가 루프 수의 증가에 따라 점진적으로 증가하는 스텝형 전류 펄스(Stepping current pulse)로 제공되도록 리셋 바이어스 신호(DCBL_RST)를 제공해야 할 것이다.According to the write pulse generator 190 including the above configuration, it is possible to generate a reset write current I_RST of a gradually increasing level. The write pulse generator 190 may control the write driver 140 to generate the reset write current I_RST of one period during one period of the set write current I_SET. Alternatively, the write pulse generator 190 may control the write driver 140 to generate the reset write current I_RST of a plurality of periods during one period of the set write current I_SET. Here, the write pulse generator 190 may provide the reset bias signal DCBL_RST such that the reset write current I_RST is provided at a value lower than the normal reset write current in the first loop. In addition, the write pulse generator 190 may provide the reset bias signal DCBL_RST such that the reset write current I_RST is provided as a stepping current pulse that gradually increases as the number of loops increases.

도 8은 도 6에 도시된 쓰기 드라이버(140)의 일례를 보여주는 회로도이다. 도 8을 참조하면, 쓰기 드라이버(140)는 펄스 선택 회로(141), 전류 제어 회로(142), 그리고 전류 구동 회로(143)를 포함한다. 펄스 선택 회로(141)는 입력 데이터(DI)에 의해서 셋 펄스(P_SET)와 리셋 펄스(P_RST) 중 어느 하나를 선택한다. 선택된 펄스에 의해서 전류 제어 회로(142)는 셋 바이어스 신호(DCBL_SET) 또는 리셋 바이어스 신호(DCBL_RST)를 활성화하며, 전류 구동 회로(143)의 출력 전류 레벨을 제어한다. 펄스 선택 회로(141)는 제 1 및 제 2 전송 게이트(TG1, TG2), 제 1 내지 제 2 인버터(INV1~INV2)를 포함한다. 전류 제어 회로(142)는 제 1 내지 제 7 트랜지스터(TR1~TR7)를 포함한다. 여기에서, 제 1 내지 제 5 트랜지스터(TR1~TR5)는 NMOS 트랜지스터이고, 제 6 및 제 7 트랜지스터(TR6, TR7)는 PMOS 트랜지스터이다. 전류 구동 회로(143)는 풀 업 트랜지스터(PUTR) 및 풀 다운 트랜지스터(PDTR)를 포함한다.8 is a circuit diagram illustrating an example of the write driver 140 shown in FIG. 6. Referring to FIG. 8, the write driver 140 includes a pulse selection circuit 141, a current control circuit 142, and a current driving circuit 143. The pulse selection circuit 141 selects one of the set pulse P_SET and the reset pulse P_RST based on the input data DI. By the selected pulse, the current control circuit 142 activates the set bias signal DCBL_SET or the reset bias signal DCBL_RST, and controls the output current level of the current driving circuit 143. The pulse select circuit 141 includes first and second transfer gates TG1 and TG2 and first to second inverters INV1 to INV2. The current control circuit 142 includes first to seventh transistors TR1 to TR7. Here, the first to fifth transistors TR1 to TR5 are NMOS transistors, and the sixth and seventh transistors TR6 and TR7 are PMOS transistors. The current driving circuit 143 includes a pull up transistor PUTR and a pull down transistor PDTR.

먼저, 쓰기 데이터(DI)가 '0'인 경우를 설명한다. 쓰기 데이터(DI)가 '0'이면, 펄스 선택 회로(141)의 제 1 전송 게이트(TG1)는 턴-온, 제 2 전송 게이트(TG2)는 턴-오프 된다. 그리고, 쓰기 데이터 '0'에 의해서 제 2 로직 게이트(G2)의 출력은 논리 '0'로 고정되며, 제 4 트랜지스터(TR4)는 턴-오프 된다. 그리고 제 1 로직 게이트(G1)를 통해서 제공되는 셋 펄스(P_SET)에 의해서 제 2 트랜지스터(TR2)가 스위칭 된다. 따라서, 셋 펄스(P_SET)에 동기된 셋 바이어스 신호(DCBL_SET)에 의해서 제 1 및 제 2 트랜지스터의 전류 크기가 제어된다. 따라서, 셋 펄스(P_SET)에 의해서, 제 5 트랜지스터(TR5)는 턴-온 되고, 제 7 트랜지스터(TR7) 및 풀 다운 트랜지스터(PDTR)는 턴-오프 된다. 이때, 전류 미러 효과에 의해, 제 1 전류 통로를 형성하는 트랜지스터들(TR6, TR1, TR2, TR5)을 통해 흐르는 전류가 풀 업 트랜지스터(PUTR)를 통해 흐른다. 풀 업 트랜지스터(PUTR)를 통해 흐르는 전류는 셋 쓰기 전류(I_SET)로서 데이터 라인(DL)으로 제공된다. First, the case where the write data DI is '0' will be described. When the write data DI is '0', the first transfer gate TG1 of the pulse select circuit 141 is turned on and the second transfer gate TG2 is turned off. The output of the second logic gate G2 is fixed to a logic '0' by the write data '0', and the fourth transistor TR4 is turned off. The second transistor TR2 is switched by the set pulse P_SET provided through the first logic gate G1. Therefore, the current magnitudes of the first and second transistors are controlled by the set bias signal DCBL_SET synchronized with the set pulse P_SET. Therefore, the fifth transistor TR5 is turned on by the set pulse P_SET, and the seventh transistor TR7 and the pull-down transistor PDTR are turned off. At this time, due to the current mirror effect, current flowing through the transistors TR6, TR1, TR2, and TR5 forming the first current path flows through the pull-up transistor PUTR. The current flowing through the pull-up transistor PUTR is provided to the data line DL as the set write current I_SET.

다음으로, 쓰기 데이터(DI)가 '1'인 경우를 설명한다. 쓰기 데이터(DI)가 '1'이면, 펄스 선택 회로(141)의 제 2 전송 게이트(TG2)는 턴-온, 제 1 전송 게이트(TG1)는 턴-오프 된다. 전류 제어 회로(142)의 제 2 트랜지스터(TR2)는 턴-오프된다. 그리고 리셋 펄스(P_RST)에 의해서, 제 5 트랜지스터(TR5)는 턴-온 되고, 제 7 트랜지스터(TR7) 및 풀 다운 트랜지스터(PDTR)는 턴-오프 된다. 이때 전류 미러 효과에 의해, 제 2 전류 통로를 형성하는 트랜지스터들(TR6, TR3, TR4, TR5)을 통해 흐르는 전류가 풀 업 트랜지스터(PUTR)를 통해 흐른다. 풀 업 트랜지스터(PUTR)를 통해 흐르는 전류는 리셋 쓰기 전류(I_RST)로서, 데이터 라인(DL)으로 제공된 다. 리셋 전류를 제어하기 위한 리셋 바이어스 신호(DCBL_RST)는 셋 바이어스 신호(DCBL_SET)보다 상대적으로 높은 값을 가지며, 따라서, 따라서 리셋 쓰기 전류(I_RST)는 셋 쓰기 전류(I_SET)보다 큰 값을 갖는다. 한편, 리셋 펄스(P_RST)는 셋 펄스(P_SET)보다 작은 펄스 폭을 갖는다. 따라서 리셋 쓰기 전류(I_RST)는 셋 쓰기 전류(I_SET)보다 큰 전류 값을 갖는 동시에 작은 펄스 폭을 갖는다. 선택된 메모리 셀은 리셋 쓰기 전류(I_RST) 또는 셋 쓰기 전류(I_SET)에 의해 각각 리셋 상태 또는 셋 상태로 상(Phase)이 변화된다.Next, the case where the write data DI is '1' will be described. When the write data DI is '1', the second transfer gate TG2 of the pulse select circuit 141 is turned on and the first transfer gate TG1 is turned off. The second transistor TR2 of the current control circuit 142 is turned off. The fifth transistor TR5 is turned on by the reset pulse P_RST, and the seventh transistor TR7 and the pull-down transistor PDTR are turned off. At this time, the current flowing through the transistors TR6, TR3, TR4, and TR5 forming the second current path flows through the pull-up transistor PUTR by the current mirror effect. The current flowing through the pull-up transistor PUTR is the reset write current I_RST, which is provided to the data line DL. The reset bias signal DCBL_RST for controlling the reset current has a value higher than that of the set bias signal DCBL_SET, and therefore, the reset write current I_RST has a larger value than the set write current I_SET. On the other hand, the reset pulse P_RST has a pulse width smaller than that of the set pulse P_SET. Therefore, the reset write current I_RST has a larger current value than the set write current I_SET and has a small pulse width. The selected memory cell is changed into a reset state or a set state by the reset write current I_RST or the set write current I_SET, respectively.

여기서, 도 8에 도시된 쓰기 드라이버(140)는 쓰기 펄스 발생기(190)로부터 제공되는 바이어스 신호(DCBL_SET, DCBL_RST)와 펄스(P_SET, P_RST)에 응답하여 본 발명의 쓰기 전류들(I_SET, I_RST)을 생성하기 위한 예시적인 회로일 뿐이다. 그러나, 이러한 형태는 언급한 바와 같이, 예시적일 뿐이며 다양한 설계 변형을 통해서 본 발명의 쓰기 드라이버(140)가 제공하는 기능들이 달성될 수 있음은 이 분야에서 통상의 지식을 습득한 자들에게는 자명하다.Here, the write driver 140 illustrated in FIG. 8 responds to the bias signals DCBL_SET and DCBL_RST and the pulses P_SET and P_RST provided from the write pulse generator 190 to the write currents I_SET and I_RST of the present invention. It is merely an example circuit for generating However, this form is merely exemplary, and as mentioned, it is apparent to those skilled in the art that the functions provided by the write driver 140 of the present invention can be achieved through various design modifications.

도 9는 도 6에 도시된 검증 감지 증폭기(150))를 예시적으로 보여주는 회로도이다. 도 9를 참조하면, 검증 감지 증폭기(150)는 센싱 회로(151) 및 래치 회로(152)를 포함한다.9 is a circuit diagram exemplarily illustrating the verification sense amplifier 150 shown in FIG. 6. Referring to FIG. 9, the verify sense amplifier 150 includes a sensing circuit 151 and a latch circuit 152.

센싱 회로(151)는 차동 증폭기(1511)와 등화기(1512)를 포함한다. 센싱 회로(151)는 제 1 내지 제 3 PMOS 트랜지스터(P1~P3) 및 제 1 내지 제 5 NMOS 트랜지스터(N1~N5)를 포함한다. 차동 증폭기(1511)는 센싱 인에이블 신호(nPSA)에 응답하여 승압 전압(VSA)을 입력받고, 센싱 라인 전압(VSL)과 기준 전압(Vref) 사이의 차 이를 감지 증폭한다. 한편, 등화기(1512)는 센싱 인에이블 신호(nPSA)에 응답하여 차동 증폭기(1511)의 출력 노드(Na, Nb)를 등화한다. 차동 증폭기(1511) 및 등화기(1512)의 동작 원리는 당업자에게 잘 알려져 있으므로 상세한 설명은 생략한다.The sensing circuit 151 includes a differential amplifier 1511 and an equalizer 1512. The sensing circuit 151 includes first to third PMOS transistors P1 to P3 and first to fifth NMOS transistors N1 to N5. The differential amplifier 1511 receives the boosted voltage VSA in response to the sensing enable signal nPSA, and senses and amplifies a difference between the sensing line voltage VSL and the reference voltage Vref. Meanwhile, the equalizer 1512 equalizes the output nodes Na and Nb of the differential amplifier 1511 in response to the sensing enable signal nPSA. The operating principle of the differential amplifier 1511 and equalizer 1512 is well known to those skilled in the art, and thus detailed description thereof will be omitted.

래치 회로(152)는 래치 인에이블 신호(PMUX)에 응답하여 센싱 데이터를 출력한다. 래치 회로(152)는 반전부(1521) 및 래치부(1522)를 포함한다. 반전부(1521)는 제 6 및 제 7 PMOS 트랜지스터(P6, P7), 제 6 및 제 7 NMOS 트랜지스터(N6, N7), 제 1 인버터(IN1)를 포함한다. 래치 인에이블 신호(PMUX)가 하이 레벨일 때, 반전부(1521)는 센싱 회로(151)의 출력 노드(Na) 전압을 반전한다. 래치부(1522)는 제 2 및 제 3 인버터(IN2, IN3)를 포함하며, 출력 데이터를 래치한다. 래치된 데이터는 이후 검증 데이터(Vfy_data)로 제공된다. 래치 인에이블 신호(PMUX)는 앞서 설명한 데로 제어 로직(180)으로부터 제공된다. The latch circuit 152 outputs sensing data in response to the latch enable signal PMUX. The latch circuit 152 includes an inverting portion 1521 and a latching portion 1522. The inverter 1521 includes sixth and seventh PMOS transistors P6 and P7, sixth and seventh NMOS transistors N6 and N7, and a first inverter IN1. When the latch enable signal PMUX is at a high level, the inverter 1521 inverts the voltage of the output node Na of the sensing circuit 151. The latch unit 1522 includes second and third inverters IN2 and IN3 and latches output data. The latched data is then provided as verification data Vfy_data. The latch enable signal PMUX is provided from the control logic 180 as described above.

도 6에서는, 검증 감지 증폭기(150)와 감지 증폭기(160)를 별도의 구성으로 도시하였으나, 검증 감지 증폭기(150)의 기능은 감지 증폭기(160)를 통해서도 달성될 수 있음은 이 분야에서 통상의 지식을 습득한 자들에게는 자명하다. In FIG. 6, the verification sense amplifier 150 and the sense amplifier 160 are illustrated in separate configurations, but the function of the verification sense amplifier 150 may be achieved through the sense amplifier 160. It is self-evident to those who have acquired knowledge.

도 10은 본 발명의 쓰기 방법을 좀 더 자세히 보여주는 순서도이다. 도 10을 참조하면, 리셋 데이터의 쓰기 동작시 이루어지는 쓰기-쓰기 검증(Write-Write verify) 루프가 수행되기 위한 절차가 상세히 설명될 수 있다. 구체적인 동작 설명을 위해서 쓰기 동작은 도 6의 구성들을 참조하여 설명될 것이다. 10 is a flowchart showing the writing method of the present invention in more detail. Referring to FIG. 10, a procedure for performing a write-write verify loop performed during a write operation of reset data may be described in detail. For a detailed operation description, the write operation will be described with reference to the configurations of FIG. 6.

데이터의 쓰기 명령이 인가되면, 상 변화 메모리 장치(100)는 쓰기 데이터 를 제공받는다(S110). 그리고 입력된 쓰기 데이터는 입출력 데이터 버퍼(170)에 저장되며, 쓰기 동작을 위해서 쓰기 드라이버(140)에 제공된다. 쓰기 드라이버(140)에 로드된 쓰기 데이터는 리셋 데이터(Reset data)인지 또는 셋 데이터(Set data) 인지에 따라 다른 동작 절차로 분기한다(S120).When a data write command is applied, the phase change memory device 100 receives write data (S110). The input write data is stored in the input / output data buffer 170 and provided to the write driver 140 for a write operation. The write data loaded in the write driver 140 branches to another operation procedure depending on whether the reset data is set data or the set data (S120).

쓰기 데이터(Write data)가 셋 데이터(Set data)인 경우, 쓰기 검증(Write verify) 동작이 수행되지 않는 데이터 쓰기 동작이 수행된다(S190). 반면에, 쓰기 데이터(Write data)가 리셋 데이터(Reset data)인 경우, 쓰기 검증 동작(Write verify operation)이 포함되는 리셋 데이터의 쓰기 동작이 실시된다. 통상의 리셋 쓰기 전류보다 낮은 레벨로부터 시작하여 순차적으로 증가하는 레벨을 갖는 스텝형 리셋 전류(Stepping reset current)를 제공하기 위하여 쓰기 루프의 초기화(j=0)가 실시된다(S130). 이어서, 선택된 메모리 셀의 데이터를 확인하는 검증 동작이 실시되며, 검증 동작 결과, 이미 리셋 데이터가 쓰여진 경우에는 제반 쓰기 동작은 종료될 것이다. 반면에, 검증 동작 결과가 리셋 데이터가 기입되어 있지 않은 것으로 판정되면, 절차는 본 발명의 리셋 데이터의 쓰기-쓰기 검증(Write-Write verify) 루프의 실시를 위한 단계로 이동한다(S135). 본 발명의 쓰기-쓰기 검증(Write-Write verify) 루프는 루프 수(j)에 대응하는 리셋 쓰기 전류를 선택 메모리 셀에 인가하는 동작으로부터 시작된다(S140). 그리고 선택된 메모리 셀의 저항치가 타깃 레벨에 도달했는지 판단하기 위한 검증 읽기 동작(Verify sensing)을 수행한다(S150). 검증 읽기 동작의 결과, 선택된 메모리 셀의 저항치가 타깃 레벨에 도달한 것으로 판단되면, 제반 리셋 데이터의 쓰기 동작은 종료된다. 그러나, 검증 읽기 결과, 선택된 메모리 셀의 저항치가 타깃 레벨에 도달하지 못한 것으로 판단되면, 절차는 증가된 리셋 쓰기 전류(I_RST)를 제공하여 다시 리셋 데이터를 쓰기 위한 단계들로 이동한다(S160). 선택된 메모리 셀의 저항치가 타깃 레벨에 도달하지 못했다 하더라도, 쓰기-쓰기 검증(Write-Write verify) 루프를 무한히 반복할 수는 없다. 따라서, 최대 쓰기 검증 루프의 회수를 제한하기 위해 현재의 루프가 정해진 최대 루프(Max loop)에 도달되었는지를 판단하는 단계가 포함된다. 만일 현재의 루프 수가 최대 루프(Max loop) 수와 동일한 경우, 리셋 데이터의 쓰기 동작을 중지하고, 쓰기 실패로 판단한다. 그러나, 현재의 루프 수가 최대 루프(Max loop) 수보다 작은 경우, 현재의 루프 수를 카운트-업(Count-up)하는 단계로 이동한다(S170). 현재 루프에서 인가된 리셋 쓰기 전류보다 증가된 레벨의 리셋 쓰기 전류를 제공하기 위하여 제어 로직(180)에 포함되는 루프 카운터(185)는 현재의 루프 수에서 1을 더한다(S180). 그리고, 절차는 증가된 루프 수에 대응하는 레벨의 리셋 쓰기 전류(I_RST)를 선택된 메모리 셀로 공급하기 위한 쓰기 단계(S140)로 복귀한다. If the write data is set data, a data write operation in which a write verify operation is not performed is performed (S190). On the other hand, when the write data is reset data, the write operation of the reset data including the write verify operation is performed. Initialization of the write loop (j = 0) is performed to provide a stepping reset current having a level that sequentially increases starting from a level lower than the normal reset write current (S130). Subsequently, a verify operation for confirming data of the selected memory cell is performed. When the reset data is already written as a result of the verify operation, the entire write operation will be terminated. On the other hand, if the verification operation result determines that the reset data is not written, the procedure moves to the step for executing the write-write verify loop of the reset data of the present invention (S135). The write-write verify loop of the present invention starts with an operation of applying a reset write current corresponding to the loop number j to the selected memory cell (S140). In operation S150, a verification read operation is performed to determine whether the resistance of the selected memory cell reaches the target level. As a result of the verify read operation, when it is determined that the resistance of the selected memory cell has reached the target level, the write operation of all reset data is terminated. However, if it is determined that the resistance value of the selected memory cell does not reach the target level as a result of the verify read, the procedure moves to the steps for providing the reset write current I_RST and writing the reset data again (S160). Even if the resistance of the selected memory cell does not reach the target level, the write-write verify loop cannot be repeated indefinitely. Thus, determining whether the current loop has reached a predetermined maximum loop to limit the number of maximum write verify loops is included. If the current number of loops is equal to the maximum number of loops, the write operation of the reset data is stopped and it is determined that the write has failed. However, if the current number of loops is smaller than the maximum number of loops, the process proceeds to the step of counting up the current number of loops (S170). The loop counter 185 included in the control logic 180 adds 1 to the current loop number to provide a reset write current of an increased level than the reset write current applied in the current loop (S180). The procedure then returns to the write step S140 for supplying the reset write current I_RST of the level corresponding to the increased number of loops to the selected memory cell.

이상에서 설명된 본 발명의 쓰기 방법에 따르면, 상 변화 메모리 셀에 리셋 쓰기 전류의 인가 횟수와 인가되는 리셋 쓰기 전류의 레벨을 최소화할 수 있다. 따라서, 리셋 쓰기 전류에 의한 내구성(Endurance)의 악화를 효과적으로 억제할 수 있다.According to the write method of the present invention described above, the number of times of applying the reset write current and the level of the reset write current applied to the phase change memory cell can be minimized. Therefore, deterioration of endurance due to the reset write current can be effectively suppressed.

도 11은 본 발명의 리셋 데이터의 쓰기 방법의 제 1 실시예를 보여주는 타이밍도이다. 도 11을 참조하면, 선택된 하나의 메모리 셀에 셋 데이터(Set data)가 기입되는 경우와 리셋 데이터(Reset data)가 기입되는 경우(Case)들 각각에 대한 신호들의 파형이 도시되었다. 11 is a timing diagram showing the first embodiment of the method for writing the reset data of the present invention. Referring to FIG. 11, the waveforms of the signals for the case where the set data and the reset data are written to the selected memory cell are shown.

먼저, 셋 데이터(Set data)가 쓰여지는 경우, 쓰기 펄스 발생기(190)는 셋 펄스(P_SET), 리셋 펄스(P_RST) 및 셋 바이어스 신호(DCBL_SET)를 쓰기 드라이버(140)로 제공한다. 쓰기 드라이버(140)는 셋 데이터에 응답하여 셋 펄스(P_SET)를 선택하고 셋 펄스(P_SET)에 동기된 셋 쓰기 전류(I_SET)가 도시된 바와 같이 선택된 메모리 셀에 공급될 것이다. 이때, 검증 감지 증폭기(150)를 통한 쓰기 검증 동작은 비활성화된다. First, when set data is written, the write pulse generator 190 provides the set pulse P_SET, the reset pulse P_RST, and the set bias signal DCBL_SET to the write driver 140. The write driver 140 selects the set pulse P_SET in response to the set data and supplies the set write current I_SET synchronized with the set pulse P_SET to the selected memory cell as shown. At this time, the write verify operation through the verify sense amplifier 150 is inactivated.

리셋 데이터(Reset data)가 쓰여지는 경우, 쓰기 펄스 발생기(190)는 셋 펄스(P_SET), 리셋 펄스(P_RST) 및 리셋 바이어스 신호(DCBL_RST)를 쓰기 드라이버(140)로 제공한다. 쓰기 드라이버(140)에 입력되는 리셋 데이터에 의해서 리셋 펄스(P_RST)에 동기된 리셋 바이어스 신호(DCBL_RST)가 활성화된다. 그리고, 리셋 쓰기 전류(I_RST)는 쓰기 검증 결과 페일(Fail)로 판정되는 루프의 다음 루프에서 증가된 레벨로 제공된다. 이러한 쓰기-쓰기 검증(Write-Write verify) 루프는 최대 루프(Max loop) 이내에서 쓰기 검증 동작에 의해서 선택된 메모리 셀의 저항이 타깃 레벨에 도달한 것으로 판정(즉, 패스로 판정)될 때까지 계속된다. When the reset data is written, the write pulse generator 190 provides the set pulse P_SET, the reset pulse P_RST, and the reset bias signal DCBL_RST to the write driver 140. The reset bias signal DCBL_RST synchronized with the reset pulse P_RST is activated by the reset data input to the write driver 140. In addition, the reset write current I_RST is provided at an increased level in the next loop of the loop determined to fail as a result of the write verification. This write-write verify loop continues until the resistance of the selected memory cell has reached the target level by the write verify operation within a maximum loop (ie, determined as a pass). do.

제 1 실시예에서는 하나의 셋 펄스(P_SET)가 제공되는 주기 동안, 하나의 리셋 펄스(P_RST)가 제공되는 방법으로 리셋 데이터가 선택된 메모리 셀에 쓰여지도록 설정되었다. 그러나, 제 1 실시예에서 리셋 데이터의 쓰기 동작이 반복됨에 따라 쓰기 동작의 소요 시간이 증가하게 되고 쓰기 속도의 저하가 야기될 수 있다. 이러한 문제를 해결한 것이 본 발명의 제 2 실시예이며, 후술하는 도 12에서 상세히 설명될 것이다. In the first embodiment, during the period in which one set pulse P_SET is provided, the reset data is set to be written to the selected memory cell in such a manner that one reset pulse P_RST is provided. However, as the write operation of the reset data is repeated in the first embodiment, the time required for the write operation may increase and a decrease in the write speed may occur. Solving this problem is the second embodiment of the present invention, which will be described in detail later in FIG.

도 12는 본 발명의 제 2 실시예를 설명하는 타이밍도이다. 도 12를 참조하면, 선택된 하나의 메모리 셀에 셋 데이터(Set data)가 쓰여지는 경우와 리셋 데이터(Reset data)가 쓰여지는 경우들 각각에 대한 신호들의 파형이 도시되었다. 12 is a timing diagram for explaining a second embodiment of the present invention. Referring to FIG. 12, the waveforms of the signals for each of the cases where set data and reset data are written to one selected memory cell are illustrated.

먼저, 셋 데이터(Set data)가 쓰여지는 경우, 쓰기 펄스 발생기(190)는 셋 펄스(P_SET), 리셋 펄스(P_RST)를 쓰기 드라이버(140)에 제공한다. 그러나, 도 11에서 도시된 펄스 주기와는 다른 주기의 리셋 펄스(P_RST)가 제공된다. 즉, 제 2 실시예에서는 하나의 셋 펄스(P_SET)의 주기 동안 복수 주기의 리셋 펄스(P_RST)가 제공된다. 리셋 펄스(P_RST)의 펄스 폭(ΔTR)은 셋 펄스(P_SET)의 펄스 폭(ΔTS)에 비하여 상대적으로 좁다. 쓰기 드라이버(140)는 셋 데이터에 응답하여 셋 펄스(P_SET)를 선택하고 셋 펄스(P_SET)에 동기된 셋 쓰기 전류(I_SET)가 도시된 바와 같이 선택된 메모리 셀에 공급될 것이다. 이때, 검증 감지 증폭기(150)를 통한 쓰기 검증 동작은 비활성화된다. First, when set data is written, the write pulse generator 190 provides the set pulse P_SET and the reset pulse P_RST to the write driver 140. However, a reset pulse P_RST of a period different from the pulse period shown in FIG. 11 is provided. That is, in the second embodiment, a plurality of periods of reset pulses P_RST are provided during the period of one set pulse P_SET. The pulse width ΔT R of the reset pulse P_RST is relatively narrow compared to the pulse width ΔT S of the set pulse P_SET. The write driver 140 selects the set pulse P_SET in response to the set data and supplies the set write current I_SET synchronized with the set pulse P_SET to the selected memory cell as shown. At this time, the write verify operation through the verify sense amplifier 150 is inactivated.

리셋 데이터(Reset data)가 쓰여지는 경우, 쓰기 펄스 발생기(190)는 셋 펄스(P_SET), 리셋 펄스(P_RST) 및 리셋 바이어스 신호(DCBL_RST)를 쓰기 드라이버(140)로 제공한다. 리셋 펄스(P_RST)의 펄스 폭(ΔTR)은 셋 펄스(P_SET)의 펄스 폭(ΔTS)에 비하여 상대적으로 좁다. 따라서, 셋 쓰기 전류(I_SET)의 1 주기 동안, 복수 주기의 리셋 쓰기 전류(I_RST)가 공급될 수 있다. 그리고, 리셋 바이어 스 신호(DCBL_RST)는 루프 수의 증가에 따라 점차적으로 증가한다. 따라서, 현재 루프의 리셋 쓰기 전류(I_RST)는 이전 루프의 리셋 쓰기 전류(I_RST)에 비하여 스탭 전류(ΔI) 만큼 증가된다. 각각의 리셋 쓰기 전류(I_RST) 펄스들이 공급됨에 뒤따라, 센싱 인에이블 신호(nPAS)가 활성화되며, 쓰기 검증 동작이 실시된다. 이상에서 설명된, 쓰기-쓰기 검증(Write-Write verify) 루프는 최대 루프(Max loop) 이내에서 선택된 메모리 셀의 저항이 타깃 레벨에 도달한 것으로 판정(즉, 패스로 판정)될 때까지 계속된다. When the reset data is written, the write pulse generator 190 provides the set pulse P_SET, the reset pulse P_RST, and the reset bias signal DCBL_RST to the write driver 140. The pulse width ΔT R of the reset pulse P_RST is relatively narrow compared to the pulse width ΔT S of the set pulse P_SET. Therefore, during one period of the set write current I_SET, the reset write current I_RST of a plurality of cycles may be supplied. The reset bias signal DCBL_RST gradually increases as the number of loops increases. Therefore, the reset write current I_RST of the current loop is increased by the step current ΔI compared to the reset write current I_RST of the previous loop. As each reset write current I_RST pulse is supplied, the sensing enable signal nPAS is activated, and a write verify operation is performed. The write-write verify loop described above continues until it is determined that the resistance of the selected memory cell has reached the target level (ie, passes) within the maximum loop. .

제 2 실시예에서는 하나의 셋 펄스(P_SET)가 제공되는 주기 동안, 복수 주기를 갖는 리셋 펄스(P_RST)가 제공되는 방법으로 리셋 데이터가 선택된 메모리 셀에 쓰여지도록 설정되었다. 그리고, 제공되는 리셋 쓰기 전류(I_RST)의 레벨은 낮은 레벨에서 시작하여 점진적으로 증가하도록 설정되었다. 따라서 리셋 데이터의 쓰기 동작시, 복수의 쓰기-쓰기 검증(Write-Write verify) 루프의 실시에도 불구하고 쓰기 속도의 저하는 발생하지 않는다. In the second embodiment, during the period in which one set pulse P_SET is provided, the reset data is set to be written to the selected memory cell in such a manner that the reset pulse P_RST having a plurality of periods is provided. Then, the level of the reset write current I_RST provided is set to increase gradually starting from a low level. Therefore, during the write operation of the reset data, a decrease in the write speed does not occur despite the execution of a plurality of write-write verify loops.

도 13은 본 발명의 쓰기 동작에 따르는 효과를 간략히 보여주는 그래프이다. 도 13을 참조하면, 본 발명에 따른 리셋 데이터의 쓰기-쓰기 검증(Write-Write verify) 동작에 따라 현저히 증가된 내구성(Endurance)을 확인할 수 있다. 리셋 데이터에 대한 쓰기-쓰기 검증(Write-Write verify) 동작을 수행하지 않는 경우, 내구성(Endurance) 특성을 나타내는 리셋 저항의 변화는 곡선 (210)으로 나타낼 수 있다. 쓰기 횟수 107회 이상에서 리셋 저항의 크기는 감소하기 시작 한다. 그러나, 본 발명의 리셋 데이터에 대한 쓰기-쓰기 검증(Write-Write verify) 동작에 따르면, 리셋 저항의 크기 변화는 곡선 (220)으로 나타낼 수 있다. 본 발명의 쓰기 방법에 따르면, 리셋 쓰기 전류는 곡선 (210)에 비하여 작게 제공되기 때문에 쓰기 패스(Write pass)에 의해서 갖게 되는 메모리 셀의 리셋 저항은 리셋 상태를 정의하는 저항치(R2)를 근소한 값으로 상회한다. 또한, 리셋 데이터의 쓰기 횟수가 108회 이상에서도, 형성되는 리셋 저항의 특성은 어느 정도 유지되고 있다. 13 is a graph briefly showing the effect of the write operation of the present invention. Referring to FIG. 13, it is possible to confirm a significantly increased endurance according to a write-write verify operation of reset data according to the present invention. When the write-write verify operation is not performed on the reset data, the change of the reset resistance indicating the endurance characteristic may be represented by a curve 210. After more than 10 7 writes, the size of the reset resistor begins to decrease. However, according to the write-write verify operation for the reset data of the present invention, the change in the magnitude of the reset resistor may be represented by the curve 220. According to the write method of the present invention, since the reset write current is provided smaller than the curve 210, the reset resistor of the memory cell which is caused by the write pass has a value slightly smaller than the resistance value R2 defining the reset state. Is over. Further, the write count of the reset data in more than 10 8 times, the characteristics of the formed reset resistance is maintained to some extent.

따라서, 본 발명의 리셋 데이터의 쓰기-쓰기 검증 동작을 통해서 메모리 셀의 내구성(Endurance)을 획기적으로 증가시킬 수 있다. Therefore, the endurance of the memory cell can be significantly increased through the write-write verify operation of the reset data of the present invention.

도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 상 변화 메모리 장치의 적용 예를 보여주는 휴대용 전자 시스템(300)의 블록도이다. 버스 라인(L3)을 통하여 마이크로 프로세서(330)와 연결된 상 변화 메모리 장치(310)는 휴대용 전자시스템의 메인 메모리로서 제공된다. 전원 공급부(320)는 전원 라인(L4)을 통해 마이크로 프로세서(330), 입출력 장치(340), 그리고 상 변화 메모리 장치(310)에 전원을 공급한다. 여기서 마이크로프로세서(330) 및 입출력 장치(340)는 상 변화 메모리 장치(310)를 제어하기 위한 메모리 컨트롤러로 제공될 수 있다.14 is a block diagram of a portable electronic system 300 showing an application example of a phase change memory device according to another embodiment of the present invention. The phase change memory device 310 connected with the microprocessor 330 via the bus line L3 is provided as a main memory of the portable electronic system. The power supply unit 320 supplies power to the microprocessor 330, the input / output device 340, and the phase change memory device 310 through the power line L4. The microprocessor 330 and the input / output device 340 may be provided as a memory controller for controlling the phase change memory device 310.

수신 데이터가 라인(L1)을 통하여 입출력 장치(340)에 제공되는 경우에 마이크로프로세서(330)는 라인(L2)을 통해 수신 데이터를 입력받아 처리한 후, 버스 라인(L3)을 통해 상 변화 메모리 장치(310)에 수신 또는 처리된 데이터를 인가한다. 상 변화 메모리 장치(310)는 버스 라인(L3)을 통해 인가되는 데이터를 메모리 셀에 저장한다. 또한, 메모리 셀에 저장된 데이터는 마이크로프로세서(330)에 의해 읽혀지고 입출력 장치(340)를 통해 외부로 출력된다.When the received data is provided to the input / output device 340 through the line L1, the microprocessor 330 receives and processes the received data through the line L2 and then processes the phase change memory through the bus line L3. Applies the received or processed data to the device 310. The phase change memory device 310 stores data applied through the bus line L3 in a memory cell. In addition, the data stored in the memory cell is read by the microprocessor 330 and output to the outside through the input / output device 340.

전원 공급부(320)의 전원이 전원 라인(L4)에 공급되지 않는 경우에도 상 변화 메모리 장치(310)의 메모리 셀에 저장된 데이터는 상 변화 물질의 특성에 기인하여 소멸하지 않는다. 이는 상 변화 메모리 장치(310)가 디램(DRAM)과는 달리 불 휘발성 메모리이기 때문이다. 이외에도 상 변화 메모리 장치(310)는 다른 메모리 장치에 비해 동작 속도가 빠르고, 전력 소비가 적다는 장점이 있다.Even when the power of the power supply 320 is not supplied to the power line L4, the data stored in the memory cell of the phase change memory device 310 does not disappear due to the characteristics of the phase change material. This is because the phase change memory device 310 is a nonvolatile memory unlike a DRAM. In addition, the phase change memory device 310 has an advantage of faster operating speed and lower power consumption than other memory devices.

본 발명에 따른 상 변화 메모리 장치는 다양한 형태들의 패키지를 이용하여 실장될 수 있다. 예를 들면, 본 발명에 따른 상 변화 메모리 장치는 PoP(Package on Package), Ball grid arrays(BGAs), Chip scale packages(CSPs), Plastic Leaded Chip Carrier(PLCC), Plastic Dual In-Line Package(PDIP), Die in Waffle Pack, Die in Wafer Form, Chip On Board(COB), Ceramic Dual In-Line Package(CERDIP), Plastic Metric Quad Flat Pack(MQFP), Thin Quad Flatpack(TQFP), Small Outline(SOIC), Shrink Small Outline Package(SSOP), Thin Small Outline(TSOP), Thin Quad Flatpack(TQFP), System In Package(SIP), Multi Chip Package(MCP), Wafer-level Fabricated Package(WFP), Wafer-Level Processed Stack Package(WSP), 등과 같은 패키지들을 이용하여 실장될 수 있다.The phase change memory device according to the present invention may be mounted using various types of packages. For example, the phase change memory device according to the present invention may be a package on package (PoP), ball grid arrays (BGAs), chip scale packages (CSPs), plastic leaded chip carrier (PLCC), plastic dual in-line package (PDIP). ), Die in Waffle Pack, Die in Wafer Form, Chip On Board (COB), Ceramic Dual In-Line Package (CERDIP), Plastic Metric Quad Flat Pack (MQFP), Thin Quad Flatpack (TQFP), Small Outline (SOIC) , Shrink Small Outline Package (SSOP), Thin Small Outline (TSOP), Thin Quad Flatpack (TQFP), System In Package (SIP), Multi Chip Package (MCP), Wafer-level Fabricated Package (WFP), Wafer-Level Processed It can be implemented using packages such as Stack Package (WSP), and the like.

이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.As described above, optimal embodiments have been disclosed in the drawings and the specification. Although specific terms have been used herein, they are used only for the purpose of describing the present invention and are not used to limit the scope of the present invention as defined in the meaning or claims. Therefore, those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible from this. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

도 1은 가변 저항 메모리 셀의 구조를 간략히 보여주는 회로도;1 is a circuit diagram schematically showing the structure of a variable resistance memory cell;

도 2는 가변 저항 메모리 셀의 다른 구조를 간략히 보여주는 회로도;2 is a circuit diagram schematically showing another structure of a variable resistance memory cell;

도 3은 가변 저항 메모리 셀의 단면을 보여주는 도면;3 shows a cross section of a variable resistance memory cell;

도 4는 셋-스턱 페일(Set-stuck failure) 현상을 간략히 보여주는 그래프;4 is a graph briefly showing a set-stuck failure phenomenon;

도 5는 본 발명의 쓰기 방법을 간략히 보여주는 순서도;5 is a flow chart briefly showing the writing method of the present invention;

도 6은 본 발명의 가변 저항 메모리 장치의 구조를 보여주는 블록도;6 is a block diagram showing the structure of a variable resistance memory device of the present invention;

도 7은 도 6의 쓰기 펄스 발생기의 구성을 보여주는 블록도;7 is a block diagram showing the configuration of the write pulse generator of FIG. 6;

도 8은 도 6의 쓰기 드라이버의 구조를 보여주는 회로도;8 is a circuit diagram showing the structure of the write driver of FIG. 6;

도 9는 도 6의 검증 감지 증폭기의 구조를 보여주는 회로도;9 is a circuit diagram showing the structure of the verify sense amplifier of FIG.

도 10은 본 발명의 쓰기 방법의 자세한 동작을 보여주는 순서도;10 is a flowchart showing the detailed operation of the writing method of the present invention;

도 11은 본 발명에 따른 쓰기 방법의 제 1 실시예를 보여주는 타이밍도;11 is a timing diagram showing a first embodiment of the writing method according to the present invention;

도 12는 본 발명에 따른 쓰기 방법의 제 2 실시예를 보여주는 타이밍도;12 is a timing diagram showing a second embodiment of the writing method according to the present invention;

도 13은 본 발명에 따른 효과를 보여주는 그래프; 및13 is a graph showing the effect of the present invention; And

도 14는 본 발명의 가변 저항 메모리 장치를 구비하는 메모리 시스템의 구성을 간략히 보여주는 블록도.FIG. 14 is a block diagram schematically illustrating a configuration of a memory system including a variable resistance memory device of the present invention. FIG.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

10, 20, 30 : 상 변화 메모리 셀10, 20, 30: phase change memory cells

11, 21, 32 : 가변 저항체11, 21, 32: variable resistor

12, 22 : 선택 소자 31 : 상부 전극12, 22: selection element 31: upper electrode

33 : 콘택 플러그 34 : 하부 전극33: contact plug 34: lower electrode

110 : 셀 어레이 120 : 어드레스 디코더110: cell array 120: address decoder

130 : 칼럼 디코더 140 : 쓰기 드라이버130: column decoder 140: write driver

150 : 검증 감지 증폭기 160 : 감지 증폭기150: verification sense amplifier 160: sense amplifier

170 : 데이터 입출력 버퍼 175 : 검증 비교기170: data input / output buffer 175: verification comparator

180 : 제어 로직 185 : 루프 카운터180: control logic 185: loop counter

190 : 쓰기 펄스 발생기 191, 192 : 바이어스 드라이버190: write pulse generator 191, 192: bias driver

193 : 펄스 드라이버 310 : 상 변화 메모리 장치193: pulse driver 310: phase change memory device

320 : 전원 공급부 330 : 마이크로프로세서320: power supply unit 330: microprocessor

340 : 입출력 회로340: input and output circuit

Claims (38)

가변 저항 메모리 장치의 데이터 쓰기 방법에 있어서:In the data writing method of a variable resistance memory device: (a) 선택 메모리 셀에 쓰기 전류를 제공하는 단계; 및(a) providing a write current to the selected memory cell; And (b) 상기 쓰기 전류의 종류에 따라, 쓰기 검증 동작을 수행하는 단계를 포함하는 쓰기 방법.and (b) performing a write verify operation according to the type of the write current. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 쓰기 전류는 셋 쓰기 전류 및 리셋 쓰기 전류를 포함하며, 상기 리셋 쓰기 전류가 제공된 경우에 상기 쓰기 검증 동작이 수행되는 쓰기 방법.The write current includes a set write current and a reset write current, and wherein the write verify operation is performed when the reset write current is provided. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 셋 쓰기 전류가 선택된 메모리 셀에 제공된 경우에는, 상기 쓰기 검증 동작은 수행되지 않는 쓰기 방법.And if the set write current is provided to the selected memory cell, the write verify operation is not performed. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 쓰기 검증 동작을 수행하는 경우에, 상기 선택 메모리 셀의 저항이 타깃 저항치에 도달할 때까지 상기 (a) 및 (b) 단계를 반복하는 쓰기 방법.In the case of performing the write verify operation, repeating steps (a) and (b) until the resistance of the selected memory cell reaches a target resistance value. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 (a) 단계 및 (b) 단계를 반복하는 경우에, 상기 쓰기 전류의 크기는 순차적으로 증가하는 쓰기 방법.When the steps (a) and (b) are repeated, the magnitude of the write current increases sequentially. 가변 저항 메모리 장치의 쓰기 방법에 있어서:In the method of writing a variable resistance memory device: (a) 선택된 메모리 셀에 제 1 리셋(Reset) 쓰기 전류를 인가하는 단계;(a) applying a first reset write current to the selected memory cell; (b) 상기 선택된 메모리 셀에 대한 쓰기 검증(Write verify) 동작을 수행하는 단계; 및(b) performing a write verify operation on the selected memory cell; And (c) 상기 쓰기 검증 동작의 결과에 따라, 상기 선택 메모리 셀에 제 2 리셋 쓰기 전류를 인가하는 단계를 포함하는 쓰기 방법.and (c) applying a second reset write current to the selected memory cell according to a result of the write verify operation. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 선택된 메모리 셀에 쓰여질 데이터가 리셋 데이터인지를 판단하는 단계를 더 포함하는 쓰기 방법.And determining whether data to be written to the selected memory cell is reset data. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 선택된 메모리 셀에 쓰여질 데이터가 리셋 데이터인 경우, 상기 선택된 메모리 셀에 대한 쓰기 검증 동작이 상기 (a) 단계의 이전에 수행되는 쓰기 방법.And write data for the selected memory cell is performed before the step (a). 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 (a) 단계의 이전에 수행되는 쓰기 검증 동작의 결과, 쓰여질 데이터와 상기 선택된 메모리 셀로부터 읽혀진 데이터가 동일한 경우, 쓰기 동작은 종료되는 것을 특징으로 하는 쓰기 방법. And the write operation is terminated when the data to be written and the data read from the selected memory cell are the same as a result of the write verify operation performed before the step (a). 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 선택된 메모리 셀에 쓰여질 데이터가 셋 데이터인 경우, 상기 셋 데이터에 대한 쓰기 검증 동작은 수행되지 않는 것을 특징으로 하는 쓰기 방법.And when data to be written to the selected memory cell is set data, a write verification operation on the set data is not performed. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 제 2 리셋 전류는 상기 제 1 리셋 전류보다 큰 것을 특징으로 하는 쓰기 방법.And the second reset current is greater than the first reset current. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 (b) 단계와 상기 (c) 단계는 쓰기 루프를 구성하며, 상기 쓰기 루프는 상기 선택된 메모리 셀의 저항이 타깃 레벨에 도달할 때까지 반복되는 것을 특징으로 하는 쓰기 방법.(B) and (c) comprise a write loop, wherein the write loop is repeated until the resistance of the selected memory cell reaches a target level. 제 12 항에 있어서,The method of claim 12, 상기 쓰기 루프가 반복되는 경우에, 상기 제 2 리셋 쓰기 전류의 레벨은 순차적으로 증가하는 쓰기 방법.And when the write loop is repeated, the level of the second reset write current increases sequentially. 제 6 항에 있어서, The method of claim 6, 상기 선택된 메모리 셀은 상 변화 메모리 셀인 것을 특징으로 하는 쓰기 방법.And the selected memory cell is a phase change memory cell. 복수의 메모리 셀들을 갖는 메모리 셀 어레이;A memory cell array having a plurality of memory cells; 선택 메모리 셀로 쓰기 전류를 제공하기 위한 쓰기 드라이버;A write driver for providing a write current to the selected memory cell; 상기 선택된 메모리 셀의 데이터를 읽기 위한 감지 증폭기; 및A sense amplifier for reading data of the selected memory cell; And 상기 선택 메모리 셀에 대한 쓰기 동작을 수행하도록 상기 쓰기 드라이버를 제어하는 제어부를 포함하되, And a controller for controlling the write driver to perform a write operation on the selected memory cell. 상기 제어부는 상기 쓰기 전류의 종류에 따라 상기 선택된 메모리 셀에 대한 쓰기 검증 동작을 수행하도록 상기 감지 증폭기를 제어하는 가변 저항 메모리 장치. And the control unit controls the sense amplifier to perform a write verify operation on the selected memory cell according to the type of the write current. 제 15 항에 있어서,The method of claim 15, 상기 쓰기 전류는 리셋 데이터를 쓰기 위한 리셋 쓰기 전류와 셋 데이터를 쓰기 위한 셋 쓰기 전류를 포함하는 가변 저항 메모리 장치.The write current may include a reset write current for writing reset data and a set write current for writing set data. 제 16 항에 있어서,The method of claim 16, 상기 리셋 쓰기 전류는 적어도 2개의 서로 다른 레벨을 갖는 비연속적 전류 펄스들인 것을 특징으로 하는 가변 저항 메모리 장치.And the reset write current is discontinuous current pulses having at least two different levels. 제 17 항에 있어서,The method of claim 17, 상기 선택 메모리 셀의 저항치가 타깃 레벨에 도달할 때까지 상기 비연속적 전류 펄스들이 순차적으로 제공되는 가변 저항 메모리 장치. And the discontinuous current pulses are sequentially provided until the resistance of the selected memory cell reaches a target level. 제 18 항에 있어서,The method of claim 18, 상기 제어부는 상기 비연속적 전류 펄스들 각각의 인가에 따라 상기 선택 메모리 셀에 대한 검증 읽기 동작을 수행하도록 상기 감지 증폭기를 제어하는 가변 저항 메모리 장치.And the control unit controls the sense amplifier to perform a verify read operation on the selected memory cell in response to the application of each of the discontinuous current pulses. 제 17 항에 있어서,The method of claim 17, 상기 비연속적인 전류 펄스들은 순차적으로 증가하는 레벨을 갖는 스텝 펄스들인 것을 특징으로 하는 가변 저항 메모리 장치.And the non-continuous current pulses are step pulses having sequentially increasing levels. 제 15 항에 있어서,The method of claim 15, 상기 제어부는:The control unit: 상기 감지 증폭기로부터의 감지 데이터와 상기 선택 메모리 셀에 기입된 쓰기 데이터를 비교하여 상기 선택 메모리 셀의 저항치가 타깃 레벨에 도달했는지의 여부를 검출하기 위한 검증 비교기;A verification comparator for comparing whether the sensed data from the sense amplifier with the write data written to the selected memory cell detects whether the resistance of the selected memory cell has reached a target level; 상기 검출 결과에 따라 쓰기 횟수를 카운트하고, 상기 선택 메모리 셀에 대 한 다시 쓰기를 활성화하는 제어 로직; 및Control logic for counting the number of writes according to the detection result and enabling rewriting of the selected memory cell; And 상기 제어 로직의 제어에 따라 상기 쓰기 데이터에 따라 셋 쓰기 전류 또는 리셋 쓰기 전류를 공급하도록 상기 쓰기 드라이버를 제어하는 쓰기 펄스 발생기를 포함하는 가변 저항 메모리 장치. And a write pulse generator configured to control the write driver to supply a set write current or a reset write current according to the write data according to the control of the control logic. 제 21 항에 있어서,The method of claim 21, 상기 쓰기 펄스 발생기는, 상기 리셋 데이터를 쓰기 위한 리셋 쓰기 전류를 생성하도록 리셋 펄스 및 리셋 바이어스 신호와, 상기 셋 데이터를 쓰기 위한 셋 쓰기 전류를 생성하도록 셋 펄스 및 셋 바이어스 신호를 상기 쓰기 드라이버에 제공하는 가변 저항 메모리 장치. The write pulse generator provides a set pulse and a set bias signal to the write driver to generate a reset pulse and a reset bias signal to generate a reset write current for writing the reset data, and a set write current to write the set data. Variable resistance memory device. 제 22 항에 있어서,The method of claim 22, 상기 리셋 펄스 및 리셋 바이어스 신호는, 상기 리셋 쓰기 전류가 레벨이 순차적으로 증가하는 비연속적인 복수의 스텝 펄스들로 생성되도록 상기 쓰기 드라이버에 제공되는 가변 저항 메모리 장치.And the reset pulse and reset bias signal are provided to the write driver such that the reset write current is generated as a plurality of discontinuous step pulses whose levels increase sequentially. 제 22 항에 있어서,The method of claim 22, 상기 셋 펄스의 1 주기는 상기 리셋 펄스의 1 주기에 대응하는 것을 특징으로 하는 가변 저항 메모리 장치.And one period of the set pulse corresponds to one period of the reset pulse. 제 22 항에 있어서,The method of claim 22, 상기 셋 펄스의 1 주기는 상기 리셋 펄스의 2 주기 이상에 대응하는 것을 특징으로 하는 가변 저항 메모리 장치.And one period of the set pulse corresponds to two or more periods of the reset pulse. 제 25 항에 있어서,The method of claim 25, 상기 제어 로직은 상기 리셋 펄스들 각각의 제공에 뒤따라 상기 선택 메모리 셀을 감지하도록 상기 감지 증폭기를 활성화하는 가변 저항 메모리 장치.And the control logic activates the sense amplifier to sense the selected memory cell following the provision of each of the reset pulses. 제 15 항에 있어서,The method of claim 15, 상기 복수의 메모리 셀들 각각은 상 변화 메모리 셀인 것을 특징으로 하는 가변 저항 메모리 장치.And each of the plurality of memory cells is a phase change memory cell. 제 27 항에 있어서,The method of claim 27, 상기 상 변화 메모리 셀은, The phase change memory cell, 상기 쓰기 전류의 종류에 따라 다른 크기의 저항치를 갖는 가변 저항체; 및A variable resistor having a resistance value different in magnitude depending on the type of the write current; And 워드 라인을 통해서 제공되는 선택 신호에 응답하여 선택되도록 스위칭하는 선택 소자를 포함하는 가변 저항 메모리 장치.And a selection element for switching to be selected in response to a selection signal provided through a word line. 제 28 항에 있어서,The method of claim 28, 상기 가변 저항체는 칼코겐 혼합물(Chalcogenide alloys)로 형성되는 것을 특징으로 하는 가변 저항 메모리 장치.The variable resistor is formed of Chalcogenide alloys (Chalcogenide alloys). 복수의 메모리 셀들을 갖는 메모리 셀 어레이;A memory cell array having a plurality of memory cells; 선택 메모리 셀에 저장된 데이터를 읽기 위한 감지 증폭기; Sense amplifiers for reading data stored in selected memory cells; 상기 선택 메모리 셀에 쓰기 데이터를 기입하기 위한 쓰기 드라이버; 및A write driver for writing write data to the selected memory cell; And 상기 감지 증폭기 및 상기 쓰기 드라이버를 제어하는 제어부를 포함하되,A control unit for controlling the sense amplifier and the write driver, 상기 제어부는 상기 쓰기 데이터의 종류에 따라 상기 선택된 메모리 셀에 대한 쓰기 검증 동작을 수행하도록 상기 감지 증폭기를 제어하는 가변 저항 메모리 장치. And the control unit controls the sense amplifier to perform a write verify operation on the selected memory cell according to the type of the write data. 제 30 항에 있어서,The method of claim 30, 상기 제어부는, 상기 쓰기 데이터가 리셋 데이터인 경우에는 상기 쓰기 검증 동작을 수행하도록 상기 감지 증폭기를 제어하는 가변 저항 메모리 장치.And the control unit controls the sense amplifier to perform the write verify operation when the write data is reset data. 제 31 항에 있어서,The method of claim 31, wherein 상기 제어부는 상기 쓰기 데이터가 리셋 데이터인 경우, 상기 리셋 데이터를 상기 선택 메모리 셀에 쓰기 이전에 상기 쓰기 검증 동작을 수행하는 가변 저항 메모리 장치.And the controller performs the write verify operation before writing the reset data to the selected memory cell when the write data is reset data. 제 32 항에 있어서,The method of claim 32, 상기 쓰기 이전에 수행된 쓰기 검증 동작의 결과가 검증 패스(Verify Pass)로 판별되는 경우, 상기 제어부는 상기 리셋 데이터의 쓰기 동작을 종료하는 가변 저항 메모리 장치.And if it is determined that a result of a write verify operation performed before the write is a verify pass, the controller terminates the write operation of the reset data. 제 31 항에 있어서,The method of claim 31, wherein 상기 제어부는 상기 리셋 데이터를 쓰기 위해 복수의 쓰기 전류 펄스들을 제공하도록 그리고 상기 복수의 쓰기 전류 펄스들 각각이 제공될 때마다 상기 쓰기 검증 동작이 실시되도록 상기 기입 드라이버 및 상기 감지 증폭기를 제어하는 가변 저항 메모리 장치.The control unit controls the write driver and the sense amplifier to provide a plurality of write current pulses for writing the reset data and to perform the write verify operation whenever each of the plurality of write current pulses is provided. Memory device. 제 34 항에 있어서,The method of claim 34, wherein 상기 복수의 쓰기 전류 펄스들은 각각 다른 크기를 갖는 가변 저항 메모리 장치. And the write current pulses have different sizes. 제 35 항에 있어서,36. The method of claim 35 wherein 상기 복수의 쓰기 전류 펄스들은 순차적으로 증가하는 크기를 갖는 가변 저항 메모리 장치. And the write current pulses are sequentially increasing in magnitude. 제 30 항에 있어서,The method of claim 30, 상기 쓰기 데이터가 셋 데이터인 경우, 상기 제어부는 상기 쓰기 검증 동작 을 수행하지 않도록 상기 감지 증폭기를 제어하는 가변 저항 메모리 장치.And the controller controls the sense amplifier to not perform the write verify operation when the write data is set data. 가변 저항 메모리 장치; 및Variable resistance memory device; And 상기 가변 저항 메모리 장치를 제어하기 위한 메모리 컨트롤러를 포함하되,A memory controller for controlling the variable resistance memory device, 상기 가변 저항 메모리 장치는,The variable resistance memory device, 복수의 메모리 셀들을 갖는 메모리 셀 어레이;A memory cell array having a plurality of memory cells; 선택 메모리 셀로 쓰기 전류를 제공하기 위한 쓰기 드라이버;A write driver for providing a write current to the selected memory cell; 상기 쓰기 전류가 제공된 메모리 셀의 데이터를 읽기 위한 감지 증폭기; 및A sense amplifier for reading data of a memory cell provided with the write current; And 상기 선택 메모리 셀에 대한 쓰기 동작 및 쓰기 검증 동작을 수행하도록 상기 쓰기 드라이버 및 상기 감지 증폭기를 제어하는 제어부를 포함하되, And a controller configured to control the write driver and the sense amplifier to perform a write operation and a write verify operation on the selected memory cell. 상기 제어부는 상기 쓰기 전류의 종류에 따라 상기 쓰기 검증 동작을 수행하는 시스템.The controller performs the write verify operation according to the type of the write current.
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